第一篇电子器件与电子电路基础半导体二极管及其电路分析
半导体的导电特性
1,本征半导体
半导体材料与 PN结 (1.2.1)
导电性能介于导体（如铜、铁等）与绝缘体（如石头、木头）之间；
主要有,Si（硅） Ge（锗） GaAs（砷化镓）；
影响半导体的导电性能,温度、纯度。
纯净的半导体称为本征半导体。
以硅 (Si)为例：
最外层有 4个电子，受原子核的束缚力最小，
称为 价电子 。导电性能与价电子有关。
硅原子结构 简化模型
(+4)表示原子核和内层电子所组成的惯性核的电荷。
硅制成单晶后，原子按一定规律整齐排列。
价电子受相邻原子核的作用，形成 共价键 。
共价键中的价电子获得足够的能量时（温度或光照）挣脱共价键的束缚，成为 自由电子 。同时，在共价键中留下空位，称为空穴 。
自由电子和空穴总是成对出现，称为 电子空穴对 。
电子空穴对的产生称为 本征激发 （ 热激发 ）。
在本征硅中，自由电子作为携带负电荷的载流子参加导电。 空穴也可以看成是携带正电荷的载流子 。
半导体特有的,电子导电和空穴导电两种载流子导电出现空穴后，共价键中的价电子就较易填补到这个空位上，过程的持续进行，相当于空穴在晶体中移动。
在本征激发的同时，自由电子受原子核的吸引还可能重新回到共价键中，称为 复合 。
在一定温度下，电子空穴对的热激发与复合达到动态平衡，电子空穴对维持一定的浓度。
导电能力由电子空穴对的浓度决定。常温下，本征硅中自由电子的浓度或空穴的浓度为硅原子浓度的
3万亿分之一。所以本征硅的导电能力是很弱的。
大约温度每升高 10oC,载流子浓度将增加一倍，因此，温度对半导体的导电性能有较大的影响。
2,杂质半导体为了 提高 半导体的 导电能力,掺入某些微量的元素作为杂质，称为杂质半导体。
(1) N型半导体掺入磷、砷等五价元素。
多余的价电子成为自由电子，且浓度远远超过电子空穴对。
杂质原子成为带一个电子电荷的正离子。
自由电子为 多子 ；
空穴为 少子 。
表示成：
(2) P型半导体掺入硼、镓等三价元素。
当与四价原子组成共价键时产生一个空位,周围共价键上的电子就来填补这个空位,形成一个空穴,杂质原子成为带一个电子电荷的负离子。
空穴为 多子 ；
自由电子为 少子 。
这种半导体以空穴导电为主，
称为 P型半导体。
杂质半导体中,多子浓度由杂质的含量决定，少子的浓度主要由温度决定 。
表示成：
3,半导体中载流子的运动漂移运动 扩散运动在电场作用下的定向运动。自由电子与空穴产生的电流 方向一致 。
载流子由浓度高的区域向浓度低的区域扩散。
PN结的形成在 N型半导体的基片上，采用平面扩散法等工艺，
掺入三价元素，使之形成 P型区，则在 P区和 N区之间的交界面处将形成一个很薄的空间电荷层，
称为 PN结。 PN结的典型厚度为 0.5?m。
P区空穴 (多子 )向 N区扩散，
留下不能移动的负离子；
N区电子 (多子 )向 P区扩散，
留下不能移动的正离子；
正负离子形成空间电荷层。
内电场是多子的扩散运动引起的。
内电场的影响：
阻碍多子的扩散运动
促进少子的漂移运动多子扩散运动使 PN结变厚少子漂移运动使 PN结变薄没有外加电压时，多子扩散电流与少子漂移电流达到动态平衡。空间电荷层的宽度和内建电位的高度才能相对稳定下来。此时，
有多少个多子扩散到对方，
就有多少个少子从对方漂移回来。
阻挡层,强调对多子扩散运动的阻挡作用耗尽层,强调 PN结内的载流子浓度减到最小
[名称 ],空间电荷层,势垒区,阻挡层,高阻区多子扩散加速少子漂移交界面两侧有浓度差复合形成空间电荷层内建电场 E
阻碍多子扩散动态平衡，净电流为零
PN结的单向导电性
正偏,P(＋ ) N(－ )
外加电场与 PN结内电场方向相反
N区电子进入空间电荷层，使 PN结厚度变薄。
多子的扩散电流大大增加少子的漂移电流远远小于扩散电流正向电流近似为多子的扩散电流
P N
反偏,P(－ ) N(＋ )
外加电场与内电场方向一致
P区电子（少子）进入空间电荷层，使 PN结厚度变厚。
多子的扩散电流大大减小少子的漂移电流占优势反向电流近似为少子的漂移电流少子浓度很小，因此 反向电流远远小于正向电流 ；
少子浓度与外加电压无关，故称反向饱和电流 。和温度有关
PN结的正向伏安特性：
正偏时 PN结导通，电流由外加电压和限流电阻决定。
PN结的反向伏安特性：
反偏时 PN结的电流很小，称为截止。
PN结的反向击穿特性击穿电压 V（ BR）
D
E
)1( TVvS eIi
PN结的伏安特性
TVvS eIi?
SIi
IS：反向饱和电流
VT：电压当量，室温下 VT?26mV
半导体二极管（ 1.2.2)
二极管的结构、特性与参数电路符号空心三角形箭头表示实际电流方向：
电流从 P流向 N。
一、二极管的结构与类型
（ P） （ N）
二极管由一个 PN结，
加相应的电极引线和管壳封装而成。
二极管分类点接触型 面结合型 平面型结面积 结电容 应 用点接触型 小 小 较高频率，检波、混频平结合型 较大 大 工频或低频，大电流整流较大 较大 大功率整流平面型较小 较小 脉冲数字电路二、二极管的特性与参数
1,伏安特性
)1( TVvS eIi
D
E
OA,死区开启电压,Vth
AB：近似 指数规律
BC：近似 恒压源导通电压,Von
OD：近似 恒流源
DE：反向击穿特性击穿电压,V(BR)
反向电流,IR
IS：反向饱和电流
VT：电压当量，室温下 VT?26mV
硅二极管与锗二极管的比较硅二极管 锗二极管开启电压 V th 0.5V 0.1V
导通电压 V on 0.6~0.8 V( 取 0.7V ) 0.2~0.3 V( 取 0.3V )
反向电流 I R 较小 (nA 级 ) 较大 ( μ A 级 )
击穿电压 V BR 较大 较小硅 2CP6 锗 2AP15
击穿特性当外加反向电压超过击穿电压时，反向电流急剧增大，称为反向击穿。
齐纳击穿,
雪崩击穿,
外加电场将价电子直接从共价键中拉出来，使电子空穴对增多，电流增大当电场足够强时，载流子的漂移运动被加速，将中性原子中的价电子“撞”
出来，产生新的电子空穴对。形成连锁反应，使电流剧增。
齐纳击穿多发生在高掺杂的 PN结中雪崩击穿多发生在低掺杂的 PN结中
4V以下为齐纳击穿
7V以上为雪崩击穿
4~7V可同时存在
温度特性温度升高时,反向饱和电流增大,正向电流也增大。
PN结 正向电压 具有 负温度系数。
温度升高 10℃,IS约增加
1倍。
正向电压具有负温度系数：
CmVTV /5.2
2,二极管的电容效应
PN结电压变化将引起结区及结外侧载流子数量 (电荷量 )的变化，这一效应可用结电容 Cj来模拟。
DBj CCC
CB(垫垒电容 ),PN结外加电压增大，空间电荷层变窄。所以，垫垒区的电荷量随电压变化而变化。
Barrier
Diffusion
CD(扩散电容 ),PN结外侧非平衡载流子有一浓度分布曲线，当外加电压增大，浓度分布曲线变化相当于电荷量变化。
非线性 几十 pF
反偏时以垫垒电容为主正偏时以扩散电容为主
3,二极管的主要参数
最大整流电流 IF
是二极管长期运行时允许通过的最大半波整流电流平均值。整流电流超过此值时，二极管将被烧坏。
反向击穿电压 V(BR)
当反向电压超过 V(BR)时，反向电流剧增，二极管的单向导电性能被破坏，甚至引起二极管损坏。
反向电流 IR
反向电流越小，管子的单向导电性越好。
用 图解法 求二极管两端电压 V和电流 I
E D
R
E
E/R
Q(VQ,IQ)
E=V+IR ( 负载线方程 )
I=f(V) (二极管特性 )
二极管基本应用电路分析举例 (1.1.2)
一、二极管模型对二极管的非线性进行 线性化 处理。
大信号模型理想二极管模型 恒压降模型大信号模型常用来分析在大信号条件下的电压和电流的大小当二极管在某一工作点附近 电压或电流变化 时的模型称为小信号模型。
rd称为动态电阻（微变等效电阻）
rd的 数值 与 静态工作点 (Q点 )有关
小信号模型
t a n
1
Qd i
vr
由 PN结特性方程求导数得到
T
Vv
T
SVv
S
d V
ie
V
IeI
dv
d
dv
di
r
TT )]1([1
)(
)(26
mAI
mV
i
Vr
DQ
T
d
二、二极管基本应用电路分析举例半波整流
整流电路
tVv s i n2 22
22
0 2)(
45.02 22s i n22 1 VVtdtVV AVO
输出直流电流平均值
LL
AVO
AVO R
V
R
VI 2)(
)(
45.0
二极管承受平均电流
L
AVOD R
VII 2
)(
45.0
二极管承受最大反压
22RM 41.12 VVV
全波整流
tVvv s i n2 22221
|s i n2| 2 tVv O
22
0
2)(
9.0
22
s i n2
1
VV
dttVV AVO
输出直流电流平均值二极管承受平均电流二极管承受最大反压
2RM 22 VV?
L
AVO R
VI 2
)(
9.0?
OD II 2
1?
限幅电路
|vi| ＜ 0.7V,D1,D2截止,vo= vi
vi ＞ 0.7V,D1导通,vo= 0.7V 上限幅
vi＜ -0.7V,D2导通,vo= -0.7V 下限幅数字电路中，输入只有 2种状态：要么是高电平 (+3V)，
要么是低电平 (0V)。
VA VB DA DB VO
0 V 0 V
0.7 V0 V 3 V
0.7 V3 V 0 V
3.7 V3 V 3 V
0.7 V导通 导通导通导通导通导通截止截止
LL H
LH L
HH H
L L L
真值表
00 1
01 0
11 1
0 0 0
VA VB VO
输入 VA“与” VB都有效 (高电平 )时，输出 VO才有效
(高电平 )，称为“与”逻辑。
“与”门电路
低压稳压电路
VO ＝ 2VD? 1.4V
当由于某种原因（如电网波动、负载变化）引起 VI
变化时,VO也将变化。分析 VO的变化情况需要用微变等效电路 。
微变等效电路
I
d
I
d
d
O VR
rV
rR
rV
2
2
2
【 例 1.1.1】
在低压稳压电路中,设 VI＝ 12V,R
＝ 5.1k?。 若 VI变化 （?10%）,问输出电压 VO变化多少？
I
d
I
d
d
O VR
rV
rR
rV
2
2
2
解：
应先求 rd：
应先求 IDQ
在分析小信号性能时，应先求电路的 静态工作点,
然后计算 小信号模型参数,最后求得电路的 小信号性能指标 。
)(
)(26
mAI
mV
i
Vr
DQ
T
d
在低压稳压电路中,设 VI＝ 12V，
R＝ 5.1k?。 若 VI变化 （?10%）,
问输出电压 VO变化多少？
解,VO＝ 1.4 V
mA 08.21.5 4.112 R VVI OID
5.12
08.2
26
D
T
d I
Vr
mV 88.5)2.1(
101.5
5.122
2
2
2
3
I
d
I
d
d
O V
R
r
V
rR
r
V
特种二极管 (1.2.3)
利用反向击穿特性稳压范围从 1V到几百伏一、稳压二极管主要参数：
稳定电压 VZ
动态电阻 rz
ZZz IVr rz愈小,则击穿特性愈陡,稳压特性愈好 。 最大允许耗散功率 P
ZM
当通过稳压管的电流为规定的测试电流 IZ时，稳压管两端的电压几欧 ~几十欧超过会因过热而烧坏
最小稳定电流 IZ(min)
反向击穿区起始电流
最大稳定电流 IZ(max)
ZZMZ VPI?( m a x )
稳定电压的温度系数温度每升高 1° C稳定电压的相对变化量
【 例 1.1.2】
设计 一个硅稳压管稳压电路,要求输出电压 VO＝ 6V,最大负载电流为 20mA,设外加输入电压 VI为 +12V。
解,电路结构如图所示。
选用 2CW14，其稳定电压 VZ
＝ 6V，稳定电流为 10 mA，最大稳定电流为 33mA。
20002.001.0 V6V12
( m a x )LZ
OI
II
VVR
R选标称值为 200?的电阻。
3 3 m AmA30( m a x ) R VVI OIZ
考虑极限情况负载开路时，稳压管承受电流正常工作时,R上的最大电流为
mAmAmAII M A XLZ 302010)(
则二、发光二极管电致发光器件，将电信号转换成光信号。
通常由 磷砷化镓 （ GaAsP),磷化镓 （ GaP)制成光的波长（颜色）与材料有关正偏导通时发光发光二极管的 开启电压和正向导通电压比普通二极管大,正向电压一般为 1.3~2.4V。亮度与正向电流成正比，一般需要 几个毫安以上 。
三、光电二极管正常工作在反偏状态 。无光照时，只有很小的反向饱和电流，称为暗电流；有光照时,PN结受光激发，
产生大量电子空穴对，形成较大的光电流。
通常由硅材料制成，管壳有接收光照的透镜窗口。
光电二极管的 电流与照度成正比,用于信号检测、
光电传感器、电机转速测量等。
四、变容二极管反向偏置时,PN结的等效电阻很大，
等效电容与所加反向电压的大小有关 。
变容二极管的电容很小，一般为 pF数量级，通常用于高频电路，如电视机高频头中的压控可变电容器。
五、肖特基二极管主要特点是导通电压较低 (0.4V左右 )，导通时存储的非平衡载流子数量少,夹断时间很短,在 高速数字电路 中获得很好的应用。
半导体的导电特性
1,本征半导体
半导体材料与 PN结 (1.2.1)
导电性能介于导体（如铜、铁等）与绝缘体（如石头、木头）之间；
主要有,Si（硅） Ge（锗） GaAs（砷化镓）；
影响半导体的导电性能,温度、纯度。
纯净的半导体称为本征半导体。
以硅 (Si)为例：
最外层有 4个电子，受原子核的束缚力最小，
称为 价电子 。导电性能与价电子有关。
硅原子结构 简化模型
(+4)表示原子核和内层电子所组成的惯性核的电荷。
硅制成单晶后，原子按一定规律整齐排列。
价电子受相邻原子核的作用，形成 共价键 。
共价键中的价电子获得足够的能量时（温度或光照）挣脱共价键的束缚，成为 自由电子 。同时，在共价键中留下空位，称为空穴 。
自由电子和空穴总是成对出现，称为 电子空穴对 。
电子空穴对的产生称为 本征激发 （ 热激发 ）。
在本征硅中，自由电子作为携带负电荷的载流子参加导电。 空穴也可以看成是携带正电荷的载流子 。
半导体特有的,电子导电和空穴导电两种载流子导电出现空穴后，共价键中的价电子就较易填补到这个空位上，过程的持续进行，相当于空穴在晶体中移动。
在本征激发的同时，自由电子受原子核的吸引还可能重新回到共价键中，称为 复合 。
在一定温度下，电子空穴对的热激发与复合达到动态平衡，电子空穴对维持一定的浓度。
导电能力由电子空穴对的浓度决定。常温下，本征硅中自由电子的浓度或空穴的浓度为硅原子浓度的
3万亿分之一。所以本征硅的导电能力是很弱的。
大约温度每升高 10oC,载流子浓度将增加一倍，因此，温度对半导体的导电性能有较大的影响。
2,杂质半导体为了 提高 半导体的 导电能力,掺入某些微量的元素作为杂质，称为杂质半导体。
(1) N型半导体掺入磷、砷等五价元素。
多余的价电子成为自由电子，且浓度远远超过电子空穴对。
杂质原子成为带一个电子电荷的正离子。
自由电子为 多子 ；
空穴为 少子 。
表示成：
(2) P型半导体掺入硼、镓等三价元素。
当与四价原子组成共价键时产生一个空位,周围共价键上的电子就来填补这个空位,形成一个空穴,杂质原子成为带一个电子电荷的负离子。
空穴为 多子 ；
自由电子为 少子 。
这种半导体以空穴导电为主，
称为 P型半导体。
杂质半导体中,多子浓度由杂质的含量决定，少子的浓度主要由温度决定 。
表示成：
3,半导体中载流子的运动漂移运动 扩散运动在电场作用下的定向运动。自由电子与空穴产生的电流 方向一致 。
载流子由浓度高的区域向浓度低的区域扩散。
PN结的形成在 N型半导体的基片上，采用平面扩散法等工艺，
掺入三价元素，使之形成 P型区，则在 P区和 N区之间的交界面处将形成一个很薄的空间电荷层，
称为 PN结。 PN结的典型厚度为 0.5?m。
P区空穴 (多子 )向 N区扩散，
留下不能移动的负离子；
N区电子 (多子 )向 P区扩散，
留下不能移动的正离子；
正负离子形成空间电荷层。
内电场是多子的扩散运动引起的。
内电场的影响：
阻碍多子的扩散运动
促进少子的漂移运动多子扩散运动使 PN结变厚少子漂移运动使 PN结变薄没有外加电压时，多子扩散电流与少子漂移电流达到动态平衡。空间电荷层的宽度和内建电位的高度才能相对稳定下来。此时，
有多少个多子扩散到对方，
就有多少个少子从对方漂移回来。
阻挡层,强调对多子扩散运动的阻挡作用耗尽层,强调 PN结内的载流子浓度减到最小
[名称 ],空间电荷层,势垒区,阻挡层,高阻区多子扩散加速少子漂移交界面两侧有浓度差复合形成空间电荷层内建电场 E
阻碍多子扩散动态平衡，净电流为零
PN结的单向导电性
正偏,P(＋ ) N(－ )
外加电场与 PN结内电场方向相反
N区电子进入空间电荷层，使 PN结厚度变薄。
多子的扩散电流大大增加少子的漂移电流远远小于扩散电流正向电流近似为多子的扩散电流
P N
反偏,P(－ ) N(＋ )
外加电场与内电场方向一致
P区电子（少子）进入空间电荷层，使 PN结厚度变厚。
多子的扩散电流大大减小少子的漂移电流占优势反向电流近似为少子的漂移电流少子浓度很小，因此 反向电流远远小于正向电流 ；
少子浓度与外加电压无关，故称反向饱和电流 。和温度有关
PN结的正向伏安特性：
正偏时 PN结导通，电流由外加电压和限流电阻决定。
PN结的反向伏安特性：
反偏时 PN结的电流很小，称为截止。
PN结的反向击穿特性击穿电压 V（ BR）
D
E
)1( TVvS eIi
PN结的伏安特性
TVvS eIi?
SIi
IS：反向饱和电流
VT：电压当量，室温下 VT?26mV
半导体二极管（ 1.2.2)
二极管的结构、特性与参数电路符号空心三角形箭头表示实际电流方向：
电流从 P流向 N。
一、二极管的结构与类型
（ P） （ N）
二极管由一个 PN结，
加相应的电极引线和管壳封装而成。
二极管分类点接触型 面结合型 平面型结面积 结电容 应 用点接触型 小 小 较高频率，检波、混频平结合型 较大 大 工频或低频，大电流整流较大 较大 大功率整流平面型较小 较小 脉冲数字电路二、二极管的特性与参数
1,伏安特性
)1( TVvS eIi
D
E
OA,死区开启电压,Vth
AB：近似 指数规律
BC：近似 恒压源导通电压,Von
OD：近似 恒流源
DE：反向击穿特性击穿电压,V(BR)
反向电流,IR
IS：反向饱和电流
VT：电压当量，室温下 VT?26mV
硅二极管与锗二极管的比较硅二极管 锗二极管开启电压 V th 0.5V 0.1V
导通电压 V on 0.6~0.8 V( 取 0.7V ) 0.2~0.3 V( 取 0.3V )
反向电流 I R 较小 (nA 级 ) 较大 ( μ A 级 )
击穿电压 V BR 较大 较小硅 2CP6 锗 2AP15
击穿特性当外加反向电压超过击穿电压时，反向电流急剧增大，称为反向击穿。
齐纳击穿,
雪崩击穿,
外加电场将价电子直接从共价键中拉出来，使电子空穴对增多，电流增大当电场足够强时，载流子的漂移运动被加速，将中性原子中的价电子“撞”
出来，产生新的电子空穴对。形成连锁反应，使电流剧增。
齐纳击穿多发生在高掺杂的 PN结中雪崩击穿多发生在低掺杂的 PN结中
4V以下为齐纳击穿
7V以上为雪崩击穿
4~7V可同时存在
温度特性温度升高时,反向饱和电流增大,正向电流也增大。
PN结 正向电压 具有 负温度系数。
温度升高 10℃,IS约增加
1倍。
正向电压具有负温度系数：
CmVTV /5.2
2,二极管的电容效应
PN结电压变化将引起结区及结外侧载流子数量 (电荷量 )的变化，这一效应可用结电容 Cj来模拟。
DBj CCC
CB(垫垒电容 ),PN结外加电压增大，空间电荷层变窄。所以，垫垒区的电荷量随电压变化而变化。
Barrier
Diffusion
CD(扩散电容 ),PN结外侧非平衡载流子有一浓度分布曲线，当外加电压增大，浓度分布曲线变化相当于电荷量变化。
非线性 几十 pF
反偏时以垫垒电容为主正偏时以扩散电容为主
3,二极管的主要参数
最大整流电流 IF
是二极管长期运行时允许通过的最大半波整流电流平均值。整流电流超过此值时，二极管将被烧坏。
反向击穿电压 V(BR)
当反向电压超过 V(BR)时，反向电流剧增，二极管的单向导电性能被破坏，甚至引起二极管损坏。
反向电流 IR
反向电流越小，管子的单向导电性越好。
用 图解法 求二极管两端电压 V和电流 I
E D
R
E
E/R
Q(VQ,IQ)
E=V+IR ( 负载线方程 )
I=f(V) (二极管特性 )
二极管基本应用电路分析举例 (1.1.2)
一、二极管模型对二极管的非线性进行 线性化 处理。
大信号模型理想二极管模型 恒压降模型大信号模型常用来分析在大信号条件下的电压和电流的大小当二极管在某一工作点附近 电压或电流变化 时的模型称为小信号模型。
rd称为动态电阻（微变等效电阻）
rd的 数值 与 静态工作点 (Q点 )有关
小信号模型
t a n
1
Qd i
vr
由 PN结特性方程求导数得到
T
Vv
T
SVv
S
d V
ie
V
IeI
dv
d
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di
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TT )]1([1
)(
)(26
mAI
mV
i
Vr
DQ
T
d
二、二极管基本应用电路分析举例半波整流
整流电路
tVv s i n2 22
22
0 2)(
45.02 22s i n22 1 VVtdtVV AVO
输出直流电流平均值
LL
AVO
AVO R
V
R
VI 2)(
)(
45.0
二极管承受平均电流
L
AVOD R
VII 2
)(
45.0
二极管承受最大反压
22RM 41.12 VVV
全波整流
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|s i n2| 2 tVv O
22
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9.0
22
s i n2
1
VV
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输出直流电流平均值二极管承受平均电流二极管承受最大反压
2RM 22 VV?
L
AVO R
VI 2
)(
9.0?
OD II 2
1?
限幅电路
|vi| ＜ 0.7V,D1,D2截止,vo= vi
vi ＞ 0.7V,D1导通,vo= 0.7V 上限幅
vi＜ -0.7V,D2导通,vo= -0.7V 下限幅数字电路中，输入只有 2种状态：要么是高电平 (+3V)，
要么是低电平 (0V)。
VA VB DA DB VO
0 V 0 V
0.7 V0 V 3 V
0.7 V3 V 0 V
3.7 V3 V 3 V
0.7 V导通 导通导通导通导通导通截止截止
LL H
LH L
HH H
L L L
真值表
00 1
01 0
11 1
0 0 0
VA VB VO
输入 VA“与” VB都有效 (高电平 )时，输出 VO才有效
(高电平 )，称为“与”逻辑。
“与”门电路
低压稳压电路
VO ＝ 2VD? 1.4V
当由于某种原因（如电网波动、负载变化）引起 VI
变化时,VO也将变化。分析 VO的变化情况需要用微变等效电路 。
微变等效电路
I
d
I
d
d
O VR
rV
rR
rV
2
2
2
【 例 1.1.1】
在低压稳压电路中,设 VI＝ 12V,R
＝ 5.1k?。 若 VI变化 （?10%）,问输出电压 VO变化多少？
I
d
I
d
d
O VR
rV
rR
rV
2
2
2
解：
应先求 rd：
应先求 IDQ
在分析小信号性能时，应先求电路的 静态工作点,
然后计算 小信号模型参数,最后求得电路的 小信号性能指标 。
)(
)(26
mAI
mV
i
Vr
DQ
T
d
在低压稳压电路中,设 VI＝ 12V，
R＝ 5.1k?。 若 VI变化 （?10%）,
问输出电压 VO变化多少？
解,VO＝ 1.4 V
mA 08.21.5 4.112 R VVI OID
5.12
08.2
26
D
T
d I
Vr
mV 88.5)2.1(
101.5
5.122
2
2
2
3
I
d
I
d
d
O V
R
r
V
rR
r
V
特种二极管 (1.2.3)
利用反向击穿特性稳压范围从 1V到几百伏一、稳压二极管主要参数：
稳定电压 VZ
动态电阻 rz
ZZz IVr rz愈小,则击穿特性愈陡,稳压特性愈好 。 最大允许耗散功率 P
ZM
当通过稳压管的电流为规定的测试电流 IZ时，稳压管两端的电压几欧 ~几十欧超过会因过热而烧坏
最小稳定电流 IZ(min)
反向击穿区起始电流
最大稳定电流 IZ(max)
ZZMZ VPI?( m a x )
稳定电压的温度系数温度每升高 1° C稳定电压的相对变化量
【 例 1.1.2】
设计 一个硅稳压管稳压电路,要求输出电压 VO＝ 6V,最大负载电流为 20mA,设外加输入电压 VI为 +12V。
解,电路结构如图所示。
选用 2CW14，其稳定电压 VZ
＝ 6V，稳定电流为 10 mA，最大稳定电流为 33mA。
20002.001.0 V6V12
( m a x )LZ
OI
II
VVR
R选标称值为 200?的电阻。
3 3 m AmA30( m a x ) R VVI OIZ
考虑极限情况负载开路时，稳压管承受电流正常工作时,R上的最大电流为
mAmAmAII M A XLZ 302010)(
则二、发光二极管电致发光器件，将电信号转换成光信号。
通常由 磷砷化镓 （ GaAsP),磷化镓 （ GaP)制成光的波长（颜色）与材料有关正偏导通时发光发光二极管的 开启电压和正向导通电压比普通二极管大,正向电压一般为 1.3~2.4V。亮度与正向电流成正比，一般需要 几个毫安以上 。
三、光电二极管正常工作在反偏状态 。无光照时，只有很小的反向饱和电流，称为暗电流；有光照时,PN结受光激发，
产生大量电子空穴对，形成较大的光电流。
通常由硅材料制成，管壳有接收光照的透镜窗口。
光电二极管的 电流与照度成正比,用于信号检测、
光电传感器、电机转速测量等。
四、变容二极管反向偏置时,PN结的等效电阻很大，
等效电容与所加反向电压的大小有关 。
变容二极管的电容很小，一般为 pF数量级，通常用于高频电路，如电视机高频头中的压控可变电容器。
五、肖特基二极管主要特点是导通电压较低 (0.4V左右 )，导通时存储的非平衡载流子数量少,夹断时间很短,在 高速数字电路 中获得很好的应用。
