二极管的结构及类型.pdf

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1、一、二极管的结构及类型1.二极管的结构PN结+管壳+引线11.二极管的结构阳极引线二氧化硅保护层金属触丝N型锗片阳极引线阴极引线P型硅N型硅外壳(a)点接触型阴极引线(c)平面型铝合金小球阳极引线N型硅PN结金锑合金D阳极阴极底座阴极引线(d)符号2(b)面接触型2.二极管的类型按半导体材料分：有硅二极管、锗二极管等。按PN结结构分：有点接触型和面接触型二极管。点接触型管子中不允许通过较大的电流，因结电容小，可在高频下工作。面接触型二极管PN结的面积大，允许流过的电流大，但只能在较低频率下工作。按用途划分：有整流二极

2、管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、发光二极管、变容二极管等。3二、二极管的伏安特性和等效电路1.二极管的伏安特性在二极管的两端加上电压，测量流过管子的电流，则I=f(U)之间的关系曲线为伏安特性。I/mAI/mA156040正向特性10520–50–25–50–2500.20.4反00.51.0U/V–0.01U/V–0.02向–0.002特击穿电压U性(BR)–0.004死区电压4硅管的伏安特性锗管的伏安特性1）正向特性当正向电压比较小时，正向电流很小，几乎为零。相应的电压叫死区电压。范围称死区。死区电压与材

3、料和温I/mA度有关，硅管约0.5V左右，锗60管约0.1V左右。40死区20电压当正向电压超过死区电压后，随着电压的升高，正向电流00.40.8U/V迅速增大。正向特性52）反向特性I/mA–50–250U/V二极管加反向电压，反反向饱向电流很小；击穿–0.02和电流电压当电压超过零点几伏U–0.04(BR)后，反向电流不随电压增加而增大，即饱和；反向特性如果反向电压继续升高，大到一定数值时，反向电流会突然增大；这种现象称击穿，对应电压叫反向击穿电压。击穿并不意味管子损坏，若控制击穿电流，电压降低后，还可恢复正常。

4、63）伏安特性表达式(二极管方程)UI：反向饱和电流UTSII(e1)SU：温度的电压当量T在常温(300K)下，U26mVT二极管加反向电压，即U<0，且

5、U

6、>>U，则TII。S二极管加正向电压，即U>0，且U>>U，则TUUeUT1，可得IIeUT，说明电流I与电压US基本上成指数关系。7结论：二极管具有单向导电性。加正向电压时导通，呈现很小的正向电阻，如同开关闭合；加反向电压时截止，呈现很大的反向电阻，如同开关断开。从二极管伏安特性曲线可以看出，二极管的电压与电流变化不呈线性关系，其内阻不是常

7、数，所以二极管属于非线性器件。82.二极管的主要参数1）最大整流电流IF二极管长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。2）最高反向工作电压UR工作时允许加在二极管两端的反向电压值。通常将击穿电压U的一半定义为U。BRR3）反向电流IR通常希望I值愈小愈好。R4）最高工作频率fMf值主要决定于PN结结电容的大小。结电容愈M大，二极管允许的最高工作频率愈低。93.二极管的等效电路由伏安特性折线化得到等效电路(a)理想二极管(b)正向电压恒定的二极管(b)(c)正向电压与电流呈线性关系104.二极管电路分析例1：电路如图所

8、示，E=7V，1E=5V，E=6V。设二极管的导通电压23Uon=0.6V,不计正向电阻rd时，分别估S＋算开关在位置1和位置2的输出电压U的12ODR值。＋＋uE1E2＋解：当开关置于位置1时，二极管因－－E3加反向电压而处于截止状态，所以输出－－U=E=6V。O3当开关置于位置2时，二极管因加正向电压而处于导通状态，所以输出电压U=E+U≈(5+0.6)V=5.6V。O2on11i＋D＋R例2电路如图(a)所示，设二极管为理想ui＋uo二极管，且直流电压E=5V，交流电压u－Ei－－=10sintV，即UE。

9、试画出输出电压uIMo的波形。(a)解：当uE0，即uE时，二极管截uiii止，反向电流为零。所以，此时输出电压E为u=E。o0t当uE0，即uE时，二极管导通，iiuo正向压降为零。所以，此时输出电压为uoE=u。故输出电压uo的波形如图(b)所示。i0t(b)121.伏安特性三、稳压二极管I/mA一种特殊的面接触型半+导体硅二极管。正向稳压管工作于反向击穿区。UO+U/V(b)稳压管符号+D1I反向D2Uonrd(c)稳压管等效电路13(a)稳压管伏安特性2.稳压管的参数主要有以下几项：1）稳

10、定电压UZ稳压管工作在反向击穿区时的稳定工作电压。2）稳定电流IZ正常工作的参考电流。II，只要不超过额定功耗即可。Z3）动态电阻rZUIZ=5mAZrZr16IZZI=20mAr愈小愈好。对于ZZr3同一个稳压管，工作电Z流愈大，rZ值愈小。IZ/mA144）电压温度系数U稳压管电流不变时，环境