第 1 章 晶体二极管

*1 晶体二极管 : 由 PN 结构成的电子器件 ..

*2 晶体二极管的主要特性 : 单向导电性 .

*3 晶体二极管结构 . 符号

1.1 半导体的基础知识一、半导体特性*1 导体 . ρ<10-3Ω•cm

绝缘体 . ρ>108Ω•cm

半导体 10-3Ω•cm < ρ < 108Ω•cm

*2 半导体的独特性质 1 ）掺杂性 : ρ 受‘掺杂’影响大 2 ）热敏性： ρ 随温度上升而下降 3 ）光敏性： ρ 随光照的增强而下降

*3 导电性有差异的根本原因 : 物质内部原子结构 .

1 本征半导体 1) 本征半导体 2) 共价键

3) 本征半导体的导电性 ① 本征激发 . 载流子 ② 空穴 ③ 本征半导体两种载流子 : 自由电子 . 空穴 ④ 电子 - 空穴对 ⑤ 复合

2 、杂质半导体 * 杂质半导体 1)N 型半导体 ① 多子 - 电子 ,

少子 - 空穴 n>>p

②施主杂质 ③ 热平衡条件： n·p=ni

2

电中性条件： n=Nd+p

2 ） P 型半导体

① 多子 - 空穴 ,

少子 - 电子， p>>n

②受主杂质 ③ 热平衡条件： n·p=ni

2

电中性条件： p=Na+n

一、 PN 结的基本原理 1.PN 结 1 ） PN 结中载流子的运动→空间电荷区

1.2 PN 结

*1 漂移电流 *2 扩散电流 *3 动态平衡：

二 .PN 结的单向导电性 1 、正向特性

2 、反向特性

3 、伏安特性

Is ：反向饱和电流； VT ：热电压。常温（ 300k ）下， VT=26mV 。

4 、温度特性

)1( TV

V

s eII

5 、击穿特性 ① 雪崩击穿 ② 齐纳击穿

1.3 晶体二极管一、符号及特性曲线1 、符号

)1( TV

V

s eII

• 2 、特性曲线 )1( TV

V

s eII

二、二极管模型 1 、简化电路模型

°°

°

D

+

-VD(on)

RD

2 、小信号电路模型

Q

Td

T

Q

T

SQ

VV

V

V

SQd

I

Vr

V

I

V

II

eIVV

I

rQ

T

11

rs

rd

°

°

三 . 晶体二极管电路分析方法 1 、图解法

)(VfI

IRVV DD

2 、简化分析法 采用简化电路模型

3 、小信号分析法（ |ΔV|<5.2mV ）

例：电路如图：1 ）利用硅二极管恒压模型求电路的 ID 和 uo=Uo

= ？2 ）在室温（ 300K ）的情况下，利用二极管小

信 号模型求 uo 的变化范围。

解： 1 ）

2 ）)(6.8

1

7.0210

2 )(

mA

R

UVI onDDDD

)(602.3202.3210

1

22

)(02.36.8

26

3

21

mV

rrR

Vu

mA

mV

I

Urrr

dd

DDo

D

Tddd

四、晶体二极管的应用1 、整流电路：将交流电压变换为单极性电压

2 、限幅电路（削波电路）

3 、门电路

五 . 参数1. 反向击穿电压 UBR ：2. 正向直流电压 UF ：3. 正向导通平均耗散功率 PFT （ AV ）：