1
第一章
半导体二极管及其基本电路
模拟电子技术基础
2
实际二极管的照片
电路符号
3
导体,自然界中很容易导电的物质称为 导体,
金属一般都是导体。
绝缘体,有的物质几乎不导电，称为 绝缘体,
如橡皮、陶瓷、塑料和石英。
半导体,另有一类物质的导电特性处于导体和
绝缘体之间，称为 半导体,如锗、硅、
砷化镓和一些硫化物、氧化物等。
§ 1.1 半导体的基本知识
4
半导体 的导电机理不同于其它物质，所以它具有
不同于其它物质的特点。例如：
? 当受外界热和光的作用时，它的导电能
力明显变化。
? 往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使
它的导电能力明显改变。
5
现代电子学中，用的最多的半导体是硅（ +14）和锗
（ +32），它们的最外层电子（价电子）都是四个。
GeSi
通过一定的工艺过程，可以将半导体制成 晶体 。
半导体的共价键结构
6
一、本征半导体,完全纯净的、结构完整的半导体晶体。
在硅和锗晶体中，原子
按四角形系统组成晶体点阵，
每个原子都处在正四面体的
中心，而四个其它原子位于
四面体的顶点，每个原子与
其相临的原子之间形成 共价
键,共用一对价电子。
硅和锗的晶
体结构：
1.1.1 本征半导体、空穴及其导电作用
7
硅和锗的共价键结构
共价键共
用电子对
+4 +4
+4 +4
+4表示除
去价电子
后的原子
8
共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为
束缚电子,常温下束缚电子很难脱离共价键成为 自
由电子,因此本征半导体中的自由电子很少，所以
本征半导体的导电能力很弱。
形成共价键后，每个原子的最外层
电子是八个，构成稳定结构。
共价键有很强的结合力，使原子规
则排列，形成晶体。
+4 +4
+4 +4
9
二、本征半导体的激发和复合
在绝对 0度 （ T=0K） 和没有外界激发时,价
电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有
可以运动的带电粒子（即 载流子 ），它的导电
能力为 0，相当于绝缘体。
在常温下，由于热激发，使一些价电子获
得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为 自由电
子,同时共价键上留下一个空位，称为 空穴 。
1.载流子、自由电子和空穴
10
+4 +4
+4 +4
自由电子空穴
束缚电子
11
2.本征半导体的导电机理
+4 +4
+4 +4
在其它力的作用下，空穴
吸引附近的电子来填补，
这样的结果相当于空穴的
迁移，而空穴的迁移相当
于正电荷的移动，因此可
以认为空穴是载流子。
本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即
自由电子 和 空穴 。
12
温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半
导体的导电能力越强，温度是影响半导体性
能的一个重要的外部因素，这是半导体的一
大特点。
本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。
本征半导体中电流由两部分组成：
1,自由电子移动产生的电流。
2,空穴移动产生的电流。
13
三、热平衡载流子浓度
kT
E
i
g
eATn 22/3
0
?
A是常数 (硅 3.88X1016 cm–3 K-3/2 锗 1.76X1016 cm–3 K-3/2 )
K为波尔兹曼常数 8.63x10-5 eV/K=1.38X10-23 J/K
硅原子的浓度为 4.96X1022CM-3
300K 硅的 ni=1.5X1010CM-3
14
1.1.2 杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会
使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺
杂半导体的某种载流子浓度大大增加。
P 型半导体,空穴浓度大大增加的杂质半导体，也
称为（空穴半导体）。
N 型半导体,自由电子浓度大大增加的杂质半导体，
也称为（电子半导体）。
15
一,N 型半导体
在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷
（或锑），晶体点阵中的某些半导体原子被
杂质取代，磷原子的最外层有五个价电子，
其中四个与相邻的半导体原子形成共价键，
必定多出一个电子，这个电子几乎不受束缚，
很容易被激发而成为自由电子，这样磷原子
就成了不能移动的带正电的离子。每个磷原
子给出一个电子，称为 施主原子 。
16
+4 +4
+5 +4
多余
电子
磷原子
N 型半导体中
的载流子是什
么？
1.由施主原子提供的电子，浓度与施主原子相同。
2.本征半导体中成对产生的电子和空穴。
掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自
由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为 多数载流
子 （ 多子 ），空穴称为 少数载流子 （ 少子 ）。
17
二,P 型半导体
在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼
（或铟），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质
取代，硼原子的最外层有三个价电子，与相邻的
半导体原子形成共价键时，
产生一个空穴。这个空穴
可能吸引束缚电子来填补，
使得硼原子成为不能移动
的带负电的离子。由于硼
原子接受电子，所以称为
受主原子 。
+4 +4
+3 +4
空穴
硼原子
P 型半导体中空穴是多子，电子是少子 。
18
三、多子和少子的热平衡浓度
热平衡条件；
2
00 inpn ?
电中性条件；
正电荷量＝负电荷量
室温时，杂质原子已经全部电离
19
四、杂质半导体的示意表示法
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
P 型半导体（ Na)
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
N 型半导体 (Nd)
杂质 型半导体多子和少子的移动都能形成电流。
但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子 。
近似认为多子与杂质浓度相等。
20
1.1.3 导电的机理
一、漂移与漂移电流
EnuqJ
EqpuJ
nnt
ppt
)( ???
?
空穴电流
电子电流
+ --V
S
I
迁移率
up和 un分别为空穴和自由电子的
迁移率 (Mobility)。迁移率表示单
位场强下的平均漂移速度，
单位为 cm2／ V·S，
q是电子电量,E为外加电场
强度
21
二、扩散与扩散电流
dx
xdp
qDJ
dx
xdn
qD
dx
xdn
DqJ
ppd
nnnd
)(
)()(
)(
??
????
扩散系数
Dn和 Dp为比例常数，分别称为自由电子扩散系数和空穴扩散系数
(Diffusion Constant)，单位是 cm2／ s(厘米 2／秒 )，其值随温度升高而增
大，空穴的 Dp小于自由电子的 Dn。 在硅材料中，室温时 Dn=34cm2／ s，
Dp=13cm2／ s。
22
上述存在载流子浓度差是半导体区别于导体的一种特有现象,
在导体中, 只有一种载流子 (自由电子 ),如果其间存在着浓度差,
则必将产生自低浓度向高浓度方向的电场, 依靠电场力就会迅速将
高浓度的电子拉向低浓度处, 因此在导体中建立不了自由电子的浓
度差 。
在半导体中, 存在着自由电子和空穴两种载流子, 当其间出现
非平衡载流子, 建立浓度差时, 仍能处处满足电中性条件, 就是说
,只要存在非平衡自由电子 [n(x)-no],就必然存在非平衡空穴
[p(x)-po],并且两者的数值相等, 这样就不会产生不同浓度之间的
电场, 因而也就不会将已建立的浓度差拉平 。 总之, 由扩散运动产
生的扩散电流是半导体区别于导体的一种特有的电流 。
注意事项：
23
1.2.1 PN 结的形成
在同一片半导体基片上，分别制
造 P 型半导体和 N 型半导体，经过载
流子的扩散，在它们的交界面处就形
成了 PN 结。
§ 1.2 PN结及半导体二极管
24
P型半导体
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
N型半导体
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
扩散运动
内电场 E
漂移运动
扩散的结果是使空间电
荷区逐渐加宽，空间电
荷区越宽。
内电场越强，就使漂移
运动越强，而漂移使空
间电荷区变薄。
空间电荷区，
也称耗尽层。
25
漂移运动
P型半导体
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
N型半导体
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
扩散运动
内电场 E
所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，
相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚
度固定不变。
26
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
空间
电荷
区
N型区P型区
电位 V VB
27
1.空间电荷区中没有载流子。
2.空间电荷区中内电场阻碍 P中的空穴,N区
中的电子（ 都是多子 ）向对方运动（ 扩散
运动 ）。
3.P 区中的电子和 N区中的空穴（ 都是少 ），
数量有限，因此由它们形成的电流很小。
注意,
28
由内建电场正产生的电位差称为内建电位差 (Built in Voltage)，用 VB表示
VT = KT/Q称为热电压 (Thermal Voltage)，单位为伏。
室温即 T=300K时 VT=26mV
锗的 VB 为 0.2— 0.3V，硅的 VB为 0.5— 0.7V。温度升高时，由于 ni增大的影
响比 VT大，因而 VB将相应减小。通常温度每升高 1℃, VB约减小 2.5mV。
2ln
i
da
TB n
NNVV ?
二、内建电位差,
29
三、阻挡层的宽度
如果结的截面积为 S，则阻挡层在 P区一边的负电荷量为
N区一边的正电荷量为
并且它们的绝对值相等
ap Nq s xQ ???
dn Nq s xQ ??
d
a
p
n
N
N
x
x ?
X
p V
VB
xp xn
N
挡板层的任意一侧的宽度与
该侧的参杂浓度成反比
2
1
0
2 )(
da
da
Bpn NN
NNV
qxxl
???? ?
30
1.2.2 PN结的伏安特性
PN 结 加上正向电压, 正向偏置 的意思都是, P 区
加正,N 区加负电压。
PN 结 加上反向电压, 反向偏置 的意思都是,P区
加负,N 区加正电压。
31
－
－
－
－
+
+
+
+
R E
一,PN 结正向偏置
内电场外电场
变薄
P N
+ _
内电场被削弱，多子
的扩散加强能够形成
较大的扩散电流。
32
二,PN 结反向偏置
－
－
－
－
+
+
+
+
内电场
外电场
变厚
NP +
_
内电场被被加强，多子
的扩散受抑制。少子漂
移加强，但少子数量有
限，只能形成较小的反
向电流。
R E
33
三,PN 结伏安特性
)( 1?? TV
V
s eII
iD(mA)
V(v)
T1
T2>T1
T2
温度每升高 1度，反相
饱和电流增加 1倍
s
T
s
T I
IV
I
IVV lg.ln 32??
34
四,PN 结的击穿
雪崩击穿：
随着反向电压的增大，阻挡层内部的电场增强，阻挡层中
载流子的漂移速度相应加快，致使动能加大。当反向电压增大
到一定数值时，载流子获得的动能足以把束缚在共价键中的价
电子碰撞出来，产生自由电子 — 空穴对。新产生的载流子在强
电场作用下，再去碰撞其它中性原子，又产生新的自由电子－
空穴对。如此连锁反应使得阻挡层中载流子的数量急剧增多，
因而流过 PN结的反向电流也就急剧增大。因增长速度极快，象
雪崩一样，所以将这种碰撞电离称为雪崩击穿 (Avalanche
Multiplieation )
35
四,PN 结的击穿
齐纳击穿
当 PN结两边的掺杂浓度很高时，阻挡层将变得很薄。在这种阻挡层内，
载流子与中性原子相碰撞的机会极小，因而不容易发生碰撞电离。但是，在这
种阻挡层内，加上不大的反向电压，就能建立很强的电场 (例如加上 1V反向电
压时，阻挡层内的场强可达 2.5X105V／ cm)，足以把阻挡层内中性原子的价电
子直接从共价键中拉出来，产生自由电子 -空穴对，这个过程称为场致激发。场
致激发能够产生大量的载流子，使 PN结的反向电流剧增，呈现反向击穿现象。
这种击穿称为齐纳击穿 (Zener Break down)
一般而言，击穿电压在 6V以下的属于齐纳击穿,6V以上的
主要是雪崩击穿
36
击穿电压的温度特性
当温度升高时，晶格的热振动加剧,致使载流子运动的平
均自由路程缩短 。因此，在与原子碰撞前由外加电场获得的能
量减小，发生碰撞而电离的可能性也就减小。在这种情况下，
必须加大反向电压，才能发生雪崩击穿。因此,雪崩击穿电压
随温度升高而增大，具有正的温度系数。
当温度升高时，由于束缚在共价键中的价电子所具有的能
量状态增高。因此，在电场作用下，价电子比较容易挣脱共价
键的束缚，产生自由电子 -空穴对，形成场致激发。可见,齐
纳击穿电压随温度升高而降低，具有负的温度系数
37
1,2,4,PN结的电容特性
一, 势垒电容
PN结的阻挡层类似于平板电容器，它在交界面两侧贮存着
数值相等；极性相反的离子电荷，其值随外加电压而变化
Q
V0 V
cT
0
n
B
T
T
V
V
C
C
)1(
)0(
?
?
38
二、扩散电容
当外加电压变化时，除改变阻挡层内贮存的电荷量外，还同
时改变阻挡层外中性区 (P区和 N区 )内贮存的非平衡载流子。例如，
外加正向电压增大 ΔV时，注人到中性区的非平衡少子浓度相应增大，
浓度分布曲线上移，如图所示：
P N
-xP xn
少子浓度
X
为了维持电中性，中性区内的非平衡多
子浓度也相应地增加相同面积的电荷量。这
就是说。当外加电压增加 ΔV时,P区和 N区中
各自贮存的空穴和自由电子电荷量相等地增
大 ΔQ；这种贮存电荷量随外加电压而改变的
电容特性等效为 PN结上并联了一个电容。鉴
于它是由载流子扩散而引起的，所以称为扩
散电容
39
三, PN结电容
由于 CT和 CD均并接在 PN结上, 所以 PN结的总增量电容
CJ为两者之即 CJ =CT+CD
外加正向电压时, CD很大, 且 CD>CT,故 CJ以扩散
电容为主, CJ ≈ CD, 其值自几十 pF到几千 pF。 外加反向
电压时, CD趋于零, 故 CJ以势垒电容为主, CJ ≈ CT,
其值自几 pF到几十 pF,
40
四、变容二极管
一个 PN结，外加反向电压时，它的反向电流很小，
近似 开路，因此是一个主要由势垒电容构成的较理
想的电容器件，且其增量电容值随外加反向电压而
变化。利用这种特性制作的二极管称为变容二极管，
简称变容管 ( Varactor Diode)，它的电路符号如图。
主要参数有变容指数 n；电容变化范围；品质因数 Q；
最大允许反向电压等。
变容管是应用十分广泛的一种半导体器件。例如，
谐振回路的电调谐；压控振荡器；频率调制；参量
电路等。
41
一、基本结构
PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
引线 外壳线
触丝线
基片
点接触型
PN结
面接触型
P N二极管的电路符号：
§ 1,3 半导体二极管
42
二、伏安特性
U
I
死区电压 硅管
0.6V,锗管 0.2V。
导通压降,
硅管 0.6~0.7V,
锗管 0.2~0.3V。
反向击穿
电压 UBR
43
三、主要参数
1,最大整流电流 IOM
二极管长期使用时，允许流过二极管的最大
正向平均电流。
2,反向击穿电压 UBR
二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电
流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至
过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电
压 UWRM一般是 UBR的一半。
44
3,反向电流 IR
指二极管加反向峰值工作电压时的反向电
流。反向电流大，说明管子的单向导电性
差，因此反向电流越小越好。反向电流受
温度的影响，温度越高反向电流越大。硅
管的反向电流较小，锗管的反向电流要比
硅管大几十到几百倍。
以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是
主要利用它的单向导电性，主要应用于整流、限幅、
保护等等。下面介绍两个交流参数。
45
4,微变电阻 rD
iD
uD
ID
UD
Q
?iD
?uD
rD 是二极管特性曲线上工
作点 Q 附近电压的变化与
电流的变化之比：
D
D
D i
u
r
?
?
?
显然,rD是对 Q附近的微小
变化区域内的电阻。
46
5,二极管的极间电容
二极管的两极之间有电容，此电容由两部分组成,势垒
电容 CT和 扩散电容 CD。
势垒电容,势垒区是积累空间电荷的区域，当电压变化时，就会引起积
累在势垒区的空间电荷的变化，这样所表现出的电容是 势垒电容 。
P+ -N
n
B
T
T
V
V
C
C
)1(
)0(
?
?
47
扩散电容,为了形成正
向电流（扩散电流），
注入 P 区的少子（电子）
在 P 区有浓度差，越靠
近 PN结浓度越大，即
在 P 区有电子的积累。
同理，在 N区有空穴的
积累。正向电流大，积
累的电荷多。 这样所产
生的电容就是扩散电容
CD。
二极管的极间电容
kD为一常数，其值与 PN结两边的掺杂浓度等
有关。
扩散电容 CD与通过 PN结的电流 I有关，其值
大于势垒电容。当外加反向电压时,I=-Is，
CD趋于零。
CD=kD(I+Is)
48
1.3 晶体二极管电路的分析方法
1.3.1晶体二极管模型
分析电路时，电路中的各个实际器件都必须用相应的模型 (Model)来
表示。实际器件的物理特性是十分复杂的。例如，一个实际电阻器件，
人们往往用一个服从欧姆定律 (V=RI)的理想电阻模型表示。实际上，这
个模型只能在一定范围内 (电压，频率等 )适用。例如，加在电阻两端的
电压过大时，因内部发热而引起电阻值变化，致使实际电阻器件的伏安
特性偏离线性。又如，工作频率过高时，实际器件的分布电感和分布电
容的影响就不能忽略。此外，实际器件还存在着其它非理想因素，例如
噪声等。显然，要反映这些物理特性，理想电阻模型已不再适用，而必
须用更复杂的模型，事实上，即使复杂模型也只能是对实际物理特性的
逼近。工程上，往往针对实际器件的主要特性，力求采用最简单的模型，
使电路分析简化，同时，也是更重要的，便于从分析结果中直观地揭示
出电路的主要特性。
49
一, 晶体二极管的数学模型
通常将上式指数特性称为晶体二极管的理想指数模型，因为
它是在理想条件下导出的数学表达式。为了反映实际器件的伏
安特性，通常的做法是用修正式
)1( ?? TV
V
S eII
)( 1??
?
T
s
nV
IrV
S eII
或
)1l n (
S
Trs I
InVIV ???
n称为非理想化因子，其值与 I有关,I为正常值时,n≈1； I过小或过大时，
n≈2。 rs是与阻挡层相串接的电阻，它是由阻挡层两边 P区和 N区中实际存在
的体电阻,P区和 N区与金属引线间的接触电阻以及金属引线电阻组成的总电
阻，这个电阻的存在将使加到阻挡层上的电压变为 (V-Irs)
50
伏安特性
v
i
伏安特性曲线是晶体二
极管的曲线模型。
伏安特性曲线可以根据数
学表达式直接描绘得到。
而实际上一般都是通过实
测得到的 。
测量精度越高，伏安特性
曲线就越逼近实际器件特性。
51
二极管正向 V-I特性的模型：
1．理想模型,
在正向偏置时，其管
压降为 0V，而当二极管处
于反向偏置时，认为它的
电阻为无穷大，电流为零
。在实际的电路中，当电
源电压远比二极管的管压
降大时，利用此法来近似
分析是可行的。
理想二极管,死区电压
=0,正向压降 =0
52
2、恒压降模型认为,
当二极管导通后，其管
压降认为是恒定的，且
不随电流而变，典型值
为 0,7V。不过，这只
有当二极管的电流近似
等于或大于 1 mA时才是
正确的。该模型提供了
合理的近似，因此应用
也较广。
二极管,死区电压 =0,5V，
正向压降 ?0.7V(硅二极管 )
53
3．折线模型,
折线模型认为二极管的管压降不是
恒定的，而是随着通过二极管电流的增
加而增加，所以在模型中用一个电池和
一个电阻 rD来作进一步的近似。其中电
池的电压为二极管的门坎电压 Vth或者说
导通电压 VD(on)。 rD的值，可以这样来确
定，如当二极管的导通电流为 1mA时，
管压降为 0,7V则：
rD=（ 0,7 V-0,5 V） /（ 1mA） =200 Ω
由于二极管特性的分散性,Vth和 rD的值
不是固定不变的。
54
4．小信号模型：
如果二极管在它的 V-I特性的某一
小范围内工作，例如在静态工作点
Q(即 V-I特性上的一个点，此时
vD=VD,iD=ID)附近工作，则可把 V-I特
性看成为一条直线，其斜率的倒数就
是所要求的小信号模型的微变电阻 rd。
Rd=ΔvD/ΔiD
小信号电路模型受到 ?V足够小的限制。工程上，限定 |?V|<5.2mV，由此
产生的误差是可容许的 (参阅习题 1-14)。
55
T
Q
T
sQ
Q
V
V
sQ
j
V
I
V
II
eI
VV
I
r
T
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
? |)(| 1
1
Q
T
j I
Vr ?
小信号模型,
二极管的小信号模型
rs rj
二极管的串连电阻 rs
56
PN结高频小信号时的等效电路：
势垒电容和扩散电
容的综合效应
rj
在频率较低时,Cj可以忽略，但是在高频信号工
作时 Cj在正向和反向偏置时均不能忽略。
rs
57
二极管的电路分析方法：
概述：
模型不同，采用的分析方法也不同。
线性和非线性分割法：
计算机的迭代法：
图解法：
简化分析法：
小信号分析法
58
图解分析法
它的管外电路方
程是一线性方程式，
对应的是一条直线，
如图所示，该直线
在两坐标轴上的交
点分别为 IQ,VQ
IRVV DD ??
二极管的电路分析方法：
59
二、简化分析法
用简化的模型二极管的分
析十分的简单
DRRR ?? 1
11
)()(
R
V
R
VV
R
VV
I DDONDDONDDQ ?
?
?
?
?
60
3、小信号模型分析法
)1( ?? TV
V
S eII
T
V
V
Sq V
dV
eIdI T ??? )1(
q
T
q
j I
V
dI
dVr ??
61
RLui uo
ui
uo
t
t
二极管的应用举例：
1,二极管半波整流：
§ 1,4 二极管基本电路及其分析方法
62
例 2：
t
t
t
ui
uR
uo
R RLui uR
uo
63
1.5.1 稳压二极管
U
I
IZ
IZmax?U
Z
?IZ
稳
压
误
差
曲线越
陡，电
压越稳
定。
+
-
UZ
动态电阻：
Z
Z
I
U
Zr ?
??
rz越小，稳
压性能越好。
§ 1.5 特殊二极管
64
（ 4） 稳定电流 IZ,最大、最小稳定电流 Izmax,Izmin。
（ 5）最大允许功耗
m a xZZZM IUP ?
稳压二极管的参数,
（ 1） 稳定电压 UZ
（ 2） 电压温度系数 ?U（ %/℃ ）
稳压值受温度变化影响的的系数。
（ 3）动态电阻
Z
Z
I
U
Zr ?
??
65
负载电阻 。 要求 当输入电压由正常值发
生 ?20%波动时，负载电压基本不变。
稳压二极管的应用举例
uoi
ZDZ
R
iLi
ui RL
5m A
20m A,V,10
m i n
m a x
?
??
z
zzW
I
IU
稳压管的技术参数,
?? k2LR
解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电
流为 Izmax 。
求,电阻 R和输入电压 ui 的正常值。
mA25m a x ???
L
ZW
z R
UIi
102521 ???? RUiRu,zWi —— 方程 1
66
令输入电压降到下限
时，流过稳压管的电
流为 Izmin 。
mA10m i n ???
L
ZW
z R
UIi
101080 ???? RUiRu,zWi —— 方程 2
uoi
ZDZ
R
iLi
ui RL
联立方程 1,2，可解得：
??? k50V7518,R,.u i
67
1.5.2 光电二极管
反向电流随光照强度的增加而上升。
I
U
照度增加
68
1.5.3 发光二极管
有正向电流流过
时，发出一定波长
范围的光，目前的
发光管可以发出从
红外到可见波段的
光，它的电特性与
一般二极管类似。
第一章
半导体二极管及其基本电路
模拟电子技术基础
2
实际二极管的照片
电路符号
3
导体,自然界中很容易导电的物质称为 导体,
金属一般都是导体。
绝缘体,有的物质几乎不导电，称为 绝缘体,
如橡皮、陶瓷、塑料和石英。
半导体,另有一类物质的导电特性处于导体和
绝缘体之间，称为 半导体,如锗、硅、
砷化镓和一些硫化物、氧化物等。
§ 1.1 半导体的基本知识
4
半导体 的导电机理不同于其它物质，所以它具有
不同于其它物质的特点。例如：
? 当受外界热和光的作用时，它的导电能
力明显变化。
? 往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使
它的导电能力明显改变。
5
现代电子学中，用的最多的半导体是硅（ +14）和锗
（ +32），它们的最外层电子（价电子）都是四个。
GeSi
通过一定的工艺过程，可以将半导体制成 晶体 。
半导体的共价键结构
6
一、本征半导体,完全纯净的、结构完整的半导体晶体。
在硅和锗晶体中，原子
按四角形系统组成晶体点阵，
每个原子都处在正四面体的
中心，而四个其它原子位于
四面体的顶点，每个原子与
其相临的原子之间形成 共价
键,共用一对价电子。
硅和锗的晶
体结构：
1.1.1 本征半导体、空穴及其导电作用
7
硅和锗的共价键结构
共价键共
用电子对
+4 +4
+4 +4
+4表示除
去价电子
后的原子
8
共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为
束缚电子,常温下束缚电子很难脱离共价键成为 自
由电子,因此本征半导体中的自由电子很少，所以
本征半导体的导电能力很弱。
形成共价键后，每个原子的最外层
电子是八个，构成稳定结构。
共价键有很强的结合力，使原子规
则排列，形成晶体。
+4 +4
+4 +4
9
二、本征半导体的激发和复合
在绝对 0度 （ T=0K） 和没有外界激发时,价
电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有
可以运动的带电粒子（即 载流子 ），它的导电
能力为 0，相当于绝缘体。
在常温下，由于热激发，使一些价电子获
得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为 自由电
子,同时共价键上留下一个空位，称为 空穴 。
1.载流子、自由电子和空穴
10
+4 +4
+4 +4
自由电子空穴
束缚电子
11
2.本征半导体的导电机理
+4 +4
+4 +4
在其它力的作用下，空穴
吸引附近的电子来填补，
这样的结果相当于空穴的
迁移，而空穴的迁移相当
于正电荷的移动，因此可
以认为空穴是载流子。
本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即
自由电子 和 空穴 。
12
温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半
导体的导电能力越强，温度是影响半导体性
能的一个重要的外部因素，这是半导体的一
大特点。
本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。
本征半导体中电流由两部分组成：
1,自由电子移动产生的电流。
2,空穴移动产生的电流。
13
三、热平衡载流子浓度
kT
E
i
g
eATn 22/3
0
?
A是常数 (硅 3.88X1016 cm–3 K-3/2 锗 1.76X1016 cm–3 K-3/2 )
K为波尔兹曼常数 8.63x10-5 eV/K=1.38X10-23 J/K
硅原子的浓度为 4.96X1022CM-3
300K 硅的 ni=1.5X1010CM-3
14
1.1.2 杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会
使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺
杂半导体的某种载流子浓度大大增加。
P 型半导体,空穴浓度大大增加的杂质半导体，也
称为（空穴半导体）。
N 型半导体,自由电子浓度大大增加的杂质半导体，
也称为（电子半导体）。
15
一,N 型半导体
在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷
（或锑），晶体点阵中的某些半导体原子被
杂质取代，磷原子的最外层有五个价电子，
其中四个与相邻的半导体原子形成共价键，
必定多出一个电子，这个电子几乎不受束缚，
很容易被激发而成为自由电子，这样磷原子
就成了不能移动的带正电的离子。每个磷原
子给出一个电子，称为 施主原子 。
16
+4 +4
+5 +4
多余
电子
磷原子
N 型半导体中
的载流子是什
么？
1.由施主原子提供的电子，浓度与施主原子相同。
2.本征半导体中成对产生的电子和空穴。
掺杂浓度远大于本征半导体中载流子浓度，所以，自
由电子浓度远大于空穴浓度。自由电子称为 多数载流
子 （ 多子 ），空穴称为 少数载流子 （ 少子 ）。
17
二,P 型半导体
在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼
（或铟），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质
取代，硼原子的最外层有三个价电子，与相邻的
半导体原子形成共价键时，
产生一个空穴。这个空穴
可能吸引束缚电子来填补，
使得硼原子成为不能移动
的带负电的离子。由于硼
原子接受电子，所以称为
受主原子 。
+4 +4
+3 +4
空穴
硼原子
P 型半导体中空穴是多子，电子是少子 。
18
三、多子和少子的热平衡浓度
热平衡条件；
2
00 inpn ?
电中性条件；
正电荷量＝负电荷量
室温时，杂质原子已经全部电离
19
四、杂质半导体的示意表示法
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
P 型半导体（ Na)
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
N 型半导体 (Nd)
杂质 型半导体多子和少子的移动都能形成电流。
但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子 。
近似认为多子与杂质浓度相等。
20
1.1.3 导电的机理
一、漂移与漂移电流
EnuqJ
EqpuJ
nnt
ppt
)( ???
?
空穴电流
电子电流
+ --V
S
I
迁移率
up和 un分别为空穴和自由电子的
迁移率 (Mobility)。迁移率表示单
位场强下的平均漂移速度，
单位为 cm2／ V·S，
q是电子电量,E为外加电场
强度
21
二、扩散与扩散电流
dx
xdp
qDJ
dx
xdn
qD
dx
xdn
DqJ
ppd
nnnd
)(
)()(
)(
??
????
扩散系数
Dn和 Dp为比例常数，分别称为自由电子扩散系数和空穴扩散系数
(Diffusion Constant)，单位是 cm2／ s(厘米 2／秒 )，其值随温度升高而增
大，空穴的 Dp小于自由电子的 Dn。 在硅材料中，室温时 Dn=34cm2／ s，
Dp=13cm2／ s。
22
上述存在载流子浓度差是半导体区别于导体的一种特有现象,
在导体中, 只有一种载流子 (自由电子 ),如果其间存在着浓度差,
则必将产生自低浓度向高浓度方向的电场, 依靠电场力就会迅速将
高浓度的电子拉向低浓度处, 因此在导体中建立不了自由电子的浓
度差 。
在半导体中, 存在着自由电子和空穴两种载流子, 当其间出现
非平衡载流子, 建立浓度差时, 仍能处处满足电中性条件, 就是说
,只要存在非平衡自由电子 [n(x)-no],就必然存在非平衡空穴
[p(x)-po],并且两者的数值相等, 这样就不会产生不同浓度之间的
电场, 因而也就不会将已建立的浓度差拉平 。 总之, 由扩散运动产
生的扩散电流是半导体区别于导体的一种特有的电流 。
注意事项：
23
1.2.1 PN 结的形成
在同一片半导体基片上，分别制
造 P 型半导体和 N 型半导体，经过载
流子的扩散，在它们的交界面处就形
成了 PN 结。
§ 1.2 PN结及半导体二极管
24
P型半导体
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
N型半导体
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
扩散运动
内电场 E
漂移运动
扩散的结果是使空间电
荷区逐渐加宽，空间电
荷区越宽。
内电场越强，就使漂移
运动越强，而漂移使空
间电荷区变薄。
空间电荷区，
也称耗尽层。
25
漂移运动
P型半导体
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
N型半导体
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
扩散运动
内电场 E
所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，
相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚
度固定不变。
26
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
空间
电荷
区
N型区P型区
电位 V VB
27
1.空间电荷区中没有载流子。
2.空间电荷区中内电场阻碍 P中的空穴,N区
中的电子（ 都是多子 ）向对方运动（ 扩散
运动 ）。
3.P 区中的电子和 N区中的空穴（ 都是少 ），
数量有限，因此由它们形成的电流很小。
注意,
28
由内建电场正产生的电位差称为内建电位差 (Built in Voltage)，用 VB表示
VT = KT/Q称为热电压 (Thermal Voltage)，单位为伏。
室温即 T=300K时 VT=26mV
锗的 VB 为 0.2— 0.3V，硅的 VB为 0.5— 0.7V。温度升高时，由于 ni增大的影
响比 VT大，因而 VB将相应减小。通常温度每升高 1℃, VB约减小 2.5mV。
2ln
i
da
TB n
NNVV ?
二、内建电位差,
29
三、阻挡层的宽度
如果结的截面积为 S，则阻挡层在 P区一边的负电荷量为
N区一边的正电荷量为
并且它们的绝对值相等
ap Nq s xQ ???
dn Nq s xQ ??
d
a
p
n
N
N
x
x ?
X
p V
VB
xp xn
N
挡板层的任意一侧的宽度与
该侧的参杂浓度成反比
2
1
0
2 )(
da
da
Bpn NN
NNV
qxxl
???? ?
30
1.2.2 PN结的伏安特性
PN 结 加上正向电压, 正向偏置 的意思都是, P 区
加正,N 区加负电压。
PN 结 加上反向电压, 反向偏置 的意思都是,P区
加负,N 区加正电压。
31
－
－
－
－
+
+
+
+
R E
一,PN 结正向偏置
内电场外电场
变薄
P N
+ _
内电场被削弱，多子
的扩散加强能够形成
较大的扩散电流。
32
二,PN 结反向偏置
－
－
－
－
+
+
+
+
内电场
外电场
变厚
NP +
_
内电场被被加强，多子
的扩散受抑制。少子漂
移加强，但少子数量有
限，只能形成较小的反
向电流。
R E
33
三,PN 结伏安特性
)( 1?? TV
V
s eII
iD(mA)
V(v)
T1
T2>T1
T2
温度每升高 1度，反相
饱和电流增加 1倍
s
T
s
T I
IV
I
IVV lg.ln 32??
34
四,PN 结的击穿
雪崩击穿：
随着反向电压的增大，阻挡层内部的电场增强，阻挡层中
载流子的漂移速度相应加快，致使动能加大。当反向电压增大
到一定数值时，载流子获得的动能足以把束缚在共价键中的价
电子碰撞出来，产生自由电子 — 空穴对。新产生的载流子在强
电场作用下，再去碰撞其它中性原子，又产生新的自由电子－
空穴对。如此连锁反应使得阻挡层中载流子的数量急剧增多，
因而流过 PN结的反向电流也就急剧增大。因增长速度极快，象
雪崩一样，所以将这种碰撞电离称为雪崩击穿 (Avalanche
Multiplieation )
35
四,PN 结的击穿
齐纳击穿
当 PN结两边的掺杂浓度很高时，阻挡层将变得很薄。在这种阻挡层内，
载流子与中性原子相碰撞的机会极小，因而不容易发生碰撞电离。但是，在这
种阻挡层内，加上不大的反向电压，就能建立很强的电场 (例如加上 1V反向电
压时，阻挡层内的场强可达 2.5X105V／ cm)，足以把阻挡层内中性原子的价电
子直接从共价键中拉出来，产生自由电子 -空穴对，这个过程称为场致激发。场
致激发能够产生大量的载流子，使 PN结的反向电流剧增，呈现反向击穿现象。
这种击穿称为齐纳击穿 (Zener Break down)
一般而言，击穿电压在 6V以下的属于齐纳击穿,6V以上的
主要是雪崩击穿
36
击穿电压的温度特性
当温度升高时，晶格的热振动加剧,致使载流子运动的平
均自由路程缩短 。因此，在与原子碰撞前由外加电场获得的能
量减小，发生碰撞而电离的可能性也就减小。在这种情况下，
必须加大反向电压，才能发生雪崩击穿。因此,雪崩击穿电压
随温度升高而增大，具有正的温度系数。
当温度升高时，由于束缚在共价键中的价电子所具有的能
量状态增高。因此，在电场作用下，价电子比较容易挣脱共价
键的束缚，产生自由电子 -空穴对，形成场致激发。可见,齐
纳击穿电压随温度升高而降低，具有负的温度系数
37
1,2,4,PN结的电容特性
一, 势垒电容
PN结的阻挡层类似于平板电容器，它在交界面两侧贮存着
数值相等；极性相反的离子电荷，其值随外加电压而变化
Q
V0 V
cT
0
n
B
T
T
V
V
C
C
)1(
)0(
?
?
38
二、扩散电容
当外加电压变化时，除改变阻挡层内贮存的电荷量外，还同
时改变阻挡层外中性区 (P区和 N区 )内贮存的非平衡载流子。例如，
外加正向电压增大 ΔV时，注人到中性区的非平衡少子浓度相应增大，
浓度分布曲线上移，如图所示：
P N
-xP xn
少子浓度
X
为了维持电中性，中性区内的非平衡多
子浓度也相应地增加相同面积的电荷量。这
就是说。当外加电压增加 ΔV时,P区和 N区中
各自贮存的空穴和自由电子电荷量相等地增
大 ΔQ；这种贮存电荷量随外加电压而改变的
电容特性等效为 PN结上并联了一个电容。鉴
于它是由载流子扩散而引起的，所以称为扩
散电容
39
三, PN结电容
由于 CT和 CD均并接在 PN结上, 所以 PN结的总增量电容
CJ为两者之即 CJ =CT+CD
外加正向电压时, CD很大, 且 CD>CT,故 CJ以扩散
电容为主, CJ ≈ CD, 其值自几十 pF到几千 pF。 外加反向
电压时, CD趋于零, 故 CJ以势垒电容为主, CJ ≈ CT,
其值自几 pF到几十 pF,
40
四、变容二极管
一个 PN结，外加反向电压时，它的反向电流很小，
近似 开路，因此是一个主要由势垒电容构成的较理
想的电容器件，且其增量电容值随外加反向电压而
变化。利用这种特性制作的二极管称为变容二极管，
简称变容管 ( Varactor Diode)，它的电路符号如图。
主要参数有变容指数 n；电容变化范围；品质因数 Q；
最大允许反向电压等。
变容管是应用十分广泛的一种半导体器件。例如，
谐振回路的电调谐；压控振荡器；频率调制；参量
电路等。
41
一、基本结构
PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
引线 外壳线
触丝线
基片
点接触型
PN结
面接触型
P N二极管的电路符号：
§ 1,3 半导体二极管
42
二、伏安特性
U
I
死区电压 硅管
0.6V,锗管 0.2V。
导通压降,
硅管 0.6~0.7V,
锗管 0.2~0.3V。
反向击穿
电压 UBR
43
三、主要参数
1,最大整流电流 IOM
二极管长期使用时，允许流过二极管的最大
正向平均电流。
2,反向击穿电压 UBR
二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电
流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至
过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电
压 UWRM一般是 UBR的一半。
44
3,反向电流 IR
指二极管加反向峰值工作电压时的反向电
流。反向电流大，说明管子的单向导电性
差，因此反向电流越小越好。反向电流受
温度的影响，温度越高反向电流越大。硅
管的反向电流较小，锗管的反向电流要比
硅管大几十到几百倍。
以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是
主要利用它的单向导电性，主要应用于整流、限幅、
保护等等。下面介绍两个交流参数。
45
4,微变电阻 rD
iD
uD
ID
UD
Q
?iD
?uD
rD 是二极管特性曲线上工
作点 Q 附近电压的变化与
电流的变化之比：
D
D
D i
u
r
?
?
?
显然,rD是对 Q附近的微小
变化区域内的电阻。
46
5,二极管的极间电容
二极管的两极之间有电容，此电容由两部分组成,势垒
电容 CT和 扩散电容 CD。
势垒电容,势垒区是积累空间电荷的区域，当电压变化时，就会引起积
累在势垒区的空间电荷的变化，这样所表现出的电容是 势垒电容 。
P+ -N
n
B
T
T
V
V
C
C
)1(
)0(
?
?
47
扩散电容,为了形成正
向电流（扩散电流），
注入 P 区的少子（电子）
在 P 区有浓度差，越靠
近 PN结浓度越大，即
在 P 区有电子的积累。
同理，在 N区有空穴的
积累。正向电流大，积
累的电荷多。 这样所产
生的电容就是扩散电容
CD。
二极管的极间电容
kD为一常数，其值与 PN结两边的掺杂浓度等
有关。
扩散电容 CD与通过 PN结的电流 I有关，其值
大于势垒电容。当外加反向电压时,I=-Is，
CD趋于零。
CD=kD(I+Is)
48
1.3 晶体二极管电路的分析方法
1.3.1晶体二极管模型
分析电路时，电路中的各个实际器件都必须用相应的模型 (Model)来
表示。实际器件的物理特性是十分复杂的。例如，一个实际电阻器件，
人们往往用一个服从欧姆定律 (V=RI)的理想电阻模型表示。实际上，这
个模型只能在一定范围内 (电压，频率等 )适用。例如，加在电阻两端的
电压过大时，因内部发热而引起电阻值变化，致使实际电阻器件的伏安
特性偏离线性。又如，工作频率过高时，实际器件的分布电感和分布电
容的影响就不能忽略。此外，实际器件还存在着其它非理想因素，例如
噪声等。显然，要反映这些物理特性，理想电阻模型已不再适用，而必
须用更复杂的模型，事实上，即使复杂模型也只能是对实际物理特性的
逼近。工程上，往往针对实际器件的主要特性，力求采用最简单的模型，
使电路分析简化，同时，也是更重要的，便于从分析结果中直观地揭示
出电路的主要特性。
49
一, 晶体二极管的数学模型
通常将上式指数特性称为晶体二极管的理想指数模型，因为
它是在理想条件下导出的数学表达式。为了反映实际器件的伏
安特性，通常的做法是用修正式
)1( ?? TV
V
S eII
)( 1??
?
T
s
nV
IrV
S eII
或
)1l n (
S
Trs I
InVIV ???
n称为非理想化因子，其值与 I有关,I为正常值时,n≈1； I过小或过大时，
n≈2。 rs是与阻挡层相串接的电阻，它是由阻挡层两边 P区和 N区中实际存在
的体电阻,P区和 N区与金属引线间的接触电阻以及金属引线电阻组成的总电
阻，这个电阻的存在将使加到阻挡层上的电压变为 (V-Irs)
50
伏安特性
v
i
伏安特性曲线是晶体二
极管的曲线模型。
伏安特性曲线可以根据数
学表达式直接描绘得到。
而实际上一般都是通过实
测得到的 。
测量精度越高，伏安特性
曲线就越逼近实际器件特性。
51
二极管正向 V-I特性的模型：
1．理想模型,
在正向偏置时，其管
压降为 0V，而当二极管处
于反向偏置时，认为它的
电阻为无穷大，电流为零
。在实际的电路中，当电
源电压远比二极管的管压
降大时，利用此法来近似
分析是可行的。
理想二极管,死区电压
=0,正向压降 =0
52
2、恒压降模型认为,
当二极管导通后，其管
压降认为是恒定的，且
不随电流而变，典型值
为 0,7V。不过，这只
有当二极管的电流近似
等于或大于 1 mA时才是
正确的。该模型提供了
合理的近似，因此应用
也较广。
二极管,死区电压 =0,5V，
正向压降 ?0.7V(硅二极管 )
53
3．折线模型,
折线模型认为二极管的管压降不是
恒定的，而是随着通过二极管电流的增
加而增加，所以在模型中用一个电池和
一个电阻 rD来作进一步的近似。其中电
池的电压为二极管的门坎电压 Vth或者说
导通电压 VD(on)。 rD的值，可以这样来确
定，如当二极管的导通电流为 1mA时，
管压降为 0,7V则：
rD=（ 0,7 V-0,5 V） /（ 1mA） =200 Ω
由于二极管特性的分散性,Vth和 rD的值
不是固定不变的。
54
4．小信号模型：
如果二极管在它的 V-I特性的某一
小范围内工作，例如在静态工作点
Q(即 V-I特性上的一个点，此时
vD=VD,iD=ID)附近工作，则可把 V-I特
性看成为一条直线，其斜率的倒数就
是所要求的小信号模型的微变电阻 rd。
Rd=ΔvD/ΔiD
小信号电路模型受到 ?V足够小的限制。工程上，限定 |?V|<5.2mV，由此
产生的误差是可容许的 (参阅习题 1-14)。
55
T
Q
T
sQ
Q
V
V
sQ
j
V
I
V
II
eI
VV
I
r
T
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
? |)(| 1
1
Q
T
j I
Vr ?
小信号模型,
二极管的小信号模型
rs rj
二极管的串连电阻 rs
56
PN结高频小信号时的等效电路：
势垒电容和扩散电
容的综合效应
rj
在频率较低时,Cj可以忽略，但是在高频信号工
作时 Cj在正向和反向偏置时均不能忽略。
rs
57
二极管的电路分析方法：
概述：
模型不同，采用的分析方法也不同。
线性和非线性分割法：
计算机的迭代法：
图解法：
简化分析法：
小信号分析法
58
图解分析法
它的管外电路方
程是一线性方程式，
对应的是一条直线，
如图所示，该直线
在两坐标轴上的交
点分别为 IQ,VQ
IRVV DD ??
二极管的电路分析方法：
59
二、简化分析法
用简化的模型二极管的分
析十分的简单
DRRR ?? 1
11
)()(
R
V
R
VV
R
VV
I DDONDDONDDQ ?
?
?
?
?
60
3、小信号模型分析法
)1( ?? TV
V
S eII
T
V
V
Sq V
dV
eIdI T ??? )1(
q
T
q
j I
V
dI
dVr ??
61
RLui uo
ui
uo
t
t
二极管的应用举例：
1,二极管半波整流：
§ 1,4 二极管基本电路及其分析方法
62
例 2：
t
t
t
ui
uR
uo
R RLui uR
uo
63
1.5.1 稳压二极管
U
I
IZ
IZmax?U
Z
?IZ
稳
压
误
差
曲线越
陡，电
压越稳
定。
+
-
UZ
动态电阻：
Z
Z
I
U
Zr ?
??
rz越小，稳
压性能越好。
§ 1.5 特殊二极管
64
（ 4） 稳定电流 IZ,最大、最小稳定电流 Izmax,Izmin。
（ 5）最大允许功耗
m a xZZZM IUP ?
稳压二极管的参数,
（ 1） 稳定电压 UZ
（ 2） 电压温度系数 ?U（ %/℃ ）
稳压值受温度变化影响的的系数。
（ 3）动态电阻
Z
Z
I
U
Zr ?
??
65
负载电阻 。 要求 当输入电压由正常值发
生 ?20%波动时，负载电压基本不变。
稳压二极管的应用举例
uoi
ZDZ
R
iLi
ui RL
5m A
20m A,V,10
m i n
m a x
?
??
z
zzW
I
IU
稳压管的技术参数,
?? k2LR
解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电
流为 Izmax 。
求,电阻 R和输入电压 ui 的正常值。
mA25m a x ???
L
ZW
z R
UIi
102521 ???? RUiRu,zWi —— 方程 1
66
令输入电压降到下限
时，流过稳压管的电
流为 Izmin 。
mA10m i n ???
L
ZW
z R
UIi
101080 ???? RUiRu,zWi —— 方程 2
uoi
ZDZ
R
iLi
ui RL
联立方程 1,2，可解得：
??? k50V7518,R,.u i
67
1.5.2 光电二极管
反向电流随光照强度的增加而上升。
I
U
照度增加
68
1.5.3 发光二极管
有正向电流流过
时，发出一定波长
范围的光，目前的
发光管可以发出从
红外到可见波段的
光，它的电特性与
一般二极管类似。
