1、符號規(guī)定符號規(guī)定UI大寫字母、大寫下標，表示大寫字母、大寫下標，表示直流分量直流分量。ui小寫字母、小寫下標，表示小寫字母、小寫下標，表示交流分量交流分量。uIui全量全量交流分量交流分量tUI直流分量直流分量 uI小寫字母、大寫下標，表示小寫字母、大寫下標，表示全量全量。(1-2)1.2.11.2.1常見基本結構常見基本結構PN 結加上管殼和引線，就成結加上管殼和引線，就成為半導體二極管。為半導體二極管。1.2 半導體二極管半導體二極管陰極陰極N N陽極陽極P P1 點接觸型二極管點接觸型二極管PN結面積小，結電容結面積小，結電容小，用于檢波和變頻等小，用于檢波和變頻等高頻電路。高頻電路。(

2、1-3)用于集成電路制造工藝用于集成電路制造工藝中。中。PN 結面積可大可小，結面積可大可小，用于高頻整流和開關電用于高頻整流和開關電路。路。2 面接觸型二極管面接觸型二極管PN結面積大，用于工結面積大，用于工頻大電流整流電路。頻大電流整流電路。3 平面型二極管平面型二極管陰極陰極引線引線陽極陽極引線引線PN(1-4)死區(qū)電壓是它的開啟電壓Uon，也就是說，在這個電壓以下時，即使是正向的，它也不導通。ui導通壓降導通壓降: :硅管硅管0.7V,鍺管鍺管0.2V。反向擊穿反向擊穿電壓電壓U(BR)死區(qū)電壓：死區(qū)電壓：硅管硅管0.5V,0.5V,鍺管鍺管0 0.1V.1V。1.2.2 二極管的伏安

3、特性二極管的伏安特性正向導通壓降是在管子正向導通的時候，二極管兩端的電壓，也就是它引起的壓降，此時正正向電流變化時結壓降基向電流變化時結壓降基本不變。本不變。對比PN結：正向情況(體電阻、引線電阻)、反向情況(表面漏電流)制造PN結若在表面上沾上水汽或金屬離子，引起離子導電(電流從N區(qū)電極沿半導體表面直接到P區(qū)電極)，往往成為反向電流的主要部分。 (1-5)實驗發(fā)現(xiàn)：在環(huán)境溫度升高時，二極管的正向特性將左移實驗發(fā)現(xiàn)：在環(huán)境溫度升高時，二極管的正向特性將左移（正向導通壓降及開啟電壓減?。?，反向特性將下移（反（正向導通壓降及開啟電壓減?。聪蛱匦詫⑾乱疲ǚ聪螂娏髟龃螅?。向電流增大）。二極管的特性

4、對溫度很敏感。二極管的特性對溫度很敏感。(1-6)1. 1. 最大整流電流最大整流電流 IF二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。平均電流。2. 反向擊穿電壓反向擊穿電壓U(BR)和最高反向工作電壓和最高反向工作電壓URU(BR)是是二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流劇增，二極管單向導電性被破壞，甚至過熱而燒壞。劇增，二極管單向導電性被破壞，甚至過熱而燒壞。手冊上給的最高反向工作電壓手冊上給的最高反向工作電壓UR一般是一般是U(BR)的一半。的一半。1.2.3 二極管主要參數(shù)二極管主要參數(shù)(1

5、-7)3. 反向電流反向電流 IR指二極管加反向工作電壓未擊穿時的反向電流。指二極管加反向工作電壓未擊穿時的反向電流。反向電流大，說明管子的單向導電性差，因此反向反向電流大，說明管子的單向導電性差，因此反向電流越小越好。溫度越高反向電流越大。硅管的反電流越小越好。溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要比硅管大幾十到幾向電流較小，鍺管的反向電流要比硅管大幾十到幾百倍。百倍。以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應用是以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應用是主要利用它的單向導電性，主要應用于整流、限幅、主要利用它的單向導電性，主要應用于整流、限幅、保護等等。保護等等。(1-8)4.

6、4.最高工作頻率最高工作頻率f fM M交流參數(shù)交流參數(shù) 是二極管工作的上限頻率。超過此值時，由于二極管結電容的存在，二極管將改變特性（尤其是單向導通特性）實際應用中，應根據(jù)管子所用的場合，按其所承實際應用中，應根據(jù)管子所用的場合，按其所承受的最高反向電壓、最大正向平均電流、工作頻受的最高反向電壓、最大正向平均電流、工作頻率、環(huán)境溫度等條件，選擇滿足要求的二極管。率、環(huán)境溫度等條件，選擇滿足要求的二極管。(1-9)1.1.理想模型理想模型（大信號狀態(tài)采用（大信號狀態(tài)采用) )等效電路如下：一、一、由伏安特性折線化得到的等效電路由伏安特性折線化得到的等效電路 1.2.4 二極管二極管等效電路等效

7、電路由理想模型特性圖可知，加正向偏壓時，二極管壓降為0。反向偏壓時電阻為無窮大。相當于有一理想開關。常用于整流電路中理想二極管(1-10)硅二極管：硅二極管：死區(qū)電壓死區(qū)電壓=0 .5 V，正向壓降，正向壓降 0.7 V理想二極管：理想二極管：死區(qū)電壓死區(qū)電壓=0 V ，正向壓降，正向壓降=0 VRLuiuouiuott應用舉例：應用舉例：二極管半波整流二極管半波整流10siniutiuou習題習題1.2 電路如圖圖P1.2 所示，已知(V)，試畫出與的波形。設二極管導通電壓可忽略不計。圖圖P1.2解圖解圖P1.2 2.2.恒壓降模型恒壓降模型u等效電路如圖正向導通時端電壓為常量正向導通時端電

8、壓為常量理想二極管串聯(lián)電壓源理想二極管串聯(lián)電壓源VD （導通壓降（導通壓降0.7 V）自測題三、自測題三、寫出圖中圖中所示各電路的輸出電壓值，設二極管導通電壓UD=0.7 V。UO1=1.3 V UO2=0 V UO3=-1.3 V UO4=2 V UO5=1.3 V UO6=-2 V 二極管導通壓降很低，因而會在它所在的回路中串聯(lián)一個電阻來起分壓二極管導通壓降很低，因而會在它所在的回路中串聯(lián)一個電阻來起分壓限流作用，防止二極管因正向電流過大而損壞。限流作用，防止二極管因正向電流過大而損壞。加注：若加注：若V1分別為分別為12 V、12.7 V、24 V時，時，開關閉合時又會如何？開關閉合時又

9、會如何？若若V1為為12 V且開關閉合，二極管仍不足以導通，且開關閉合，二極管仍不足以導通，UO仍為仍為12 V；若若V1為為24 V且開關閉合，類似短路，二極管、電池（電池內阻很小，一般且開關閉合，類似短路，二極管、電池（電池內阻很小，一般為微歐、毫歐級）會因電流過大而燒毀。為微歐、毫歐級）會因電流過大而燒毀。若若V1為為12.7 V且開關閉合，二極管剛好導通，此時相當于且開關閉合，二極管剛好導通，此時相當于2個電池并聯(lián)，個電池并聯(lián)， UO仍為仍為12 V；P22(1-15)3.3. 折線近似模型折線近似模型等效電路如圖：iurD特性等效電路：用斜折線代替實際二極管特性曲線，更趨于逼近。其中

10、， rD為折線段電阻，Uon為二極管開啟電壓（即死區(qū)電壓，通常為0.5 V ），正向電壓大于Uon后與電流成線性關系。正向導通時端電壓與電流成線性關系理想二極管串聯(lián)電壓源Uon和電阻rD(1-16)二二. . 微變等效電路微變等效電路二極管的微變等效電路二極管的微變等效電路rd是是Q點附近微小變化區(qū)域內的動態(tài)電阻，點附近微小變化區(qū)域內的動態(tài)電阻，即二極管工作在正向特性的某一小范圍即二極管工作在正向特性的某一小范圍內時內時(如直流信號上疊加一個交流信號如直流信號上疊加一個交流信號)，其正向特性可等效一個微變電阻。其正向特性可等效一個微變電阻。 DDDDddudiuir1TDTSUueUI/TDU

11、iDIUT特性曲線上靜態(tài)（僅考慮直流作用特性曲線上靜態(tài)（僅考慮直流作用) )工作工作點點Q(Q(I ID D, ,U UD D) ) 附近存在電壓與電流的微變附近存在電壓與電流的微變eeUuUuIIiTDTDSSD)(1因此因此Q點處的動態(tài)電阻約為點處的動態(tài)電阻約為mVUT26iu習題習題1.4 電路如圖圖P1.4所示, 二極管導通電壓UD=0.7V,常溫下，電容C對交流信號可視為短路；為正弦波，有效值為10mV。試問二極管中流過的交流電流的有效值為多少？()/2.6DDIVURmA/10DTDrUI解：解：二極管的直流電流對應的動態(tài)電阻為: 圖圖P1.4 故交流電流的有效值：/1diDIUr

12、mA 注：交流電有效值是根據(jù)電流的熱效應規(guī)定的。讓交流和直流通過同樣阻值的電阻，如果它們在同一時間內產生的熱量相同，那么這一直流電流的數(shù)值就叫做這一交流電流的有效值。正弦交流電的有效值等于最大值被 除。 (1-18)1.2.5 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管+-利用二極管反向擊穿特性實現(xiàn)穩(wěn)壓。穩(wěn)壓二極管（一種硅利用二極管反向擊穿特性實現(xiàn)穩(wěn)壓。穩(wěn)壓二極管（一種硅材料制成的面接觸型晶體二極管）穩(wěn)壓時工作在反向電擊材料制成的面接觸型晶體二極管）穩(wěn)壓時工作在反向電擊穿狀態(tài)，外加的反向電壓須大于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓電壓。穿狀態(tài)，外加的反向電壓須大于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓電壓。UIIZIZmax UZ IZ穩(wěn)壓穩(wěn)壓誤差誤差曲

13、線越陡曲線越陡(斜斜率越大率越大)，電，電壓越穩(wěn)定。壓越穩(wěn)定。UZ(1-19)（2）穩(wěn)定電流穩(wěn)定電流IZ。 最大、最小穩(wěn)定電流最大、最小穩(wěn)定電流IZmax、IZmin。（3）額定功耗）額定功耗ZmaxZZMIUP穩(wěn)壓二極管的參數(shù)穩(wěn)壓二極管的參數(shù): :（1）穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓 UZ 在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流下對應的反向工作電壓。在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流下對應的反向工作電壓。（5）電壓溫度系數(shù)電壓溫度系數(shù) 穩(wěn)壓值受溫度變化影響的的系數(shù)。穩(wěn)壓值受溫度變化影響的的系數(shù)。（4）動態(tài)電阻）動態(tài)電阻ZZZIUrrZ越?。ㄇ€越陡），穩(wěn)壓性能越好。越小（曲線越陡），穩(wěn)壓性能越好。只要不超過穩(wěn)定功率，電流越大

14、，穩(wěn)壓效果越好只要不超過穩(wěn)定功率，電流越大，穩(wěn)壓效果越好。(1-20)負載電阻負載電阻 。要求要求當輸入電壓由正常值發(fā)當輸入電壓由正常值發(fā)生生 20%波動時，負載電壓基本不變。波動時，負載電壓基本不變。穩(wěn)壓二極管的應用舉例一穩(wěn)壓二極管的應用舉例一uoiZDZRiLiUIRL5mA 20mA, V,ZminZmaxZWIIU10穩(wěn)壓管的技術參數(shù)穩(wěn)壓管的技術參數(shù):kL2R解：令輸入電壓達到上限時，流過穩(wěn)壓管的電解：令輸入電壓達到上限時，流過穩(wěn)壓管的電流為流為IZmax 。求：求：電阻電阻R和輸入電壓和輸入電壓 UI 的正常值。的正常值。mALZWZmax25RUIi102521RUiRUZWI.方

15、程方程1(1-21)令輸入電壓降到下限令輸入電壓降到下限時，流過穩(wěn)壓管的電時，流過穩(wěn)壓管的電流為流為IZmin 。mALZWZmin10RUIi101080RUiRUZWI.方程方程2uoiZDZRiLiUIRL聯(lián)立方程聯(lián)立方程1、2，可解得：，可解得：kVI507518.,.RU已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值UZ=6V，穩(wěn)定電流的最小值IZmin=5mA。求圖中圖中所示電路中UO1和UO2各為多少伏解：解：左圖中穩(wěn)壓管工作在擊穿狀態(tài)，故UO1=6V； 右圖中穩(wěn)壓管沒有擊穿，故UO2=5V。 解題思路：首先假設，接著通過分析由假設所得結果的合理性來解題思路：首先假設，接著通過分析由假設所得結果的合理性來驗

16、證假設是否成立。驗證假設是否成立。穩(wěn)壓二極管的應用舉例二穩(wěn)壓二極管的應用舉例二(1-23)一一. 發(fā)光二極管發(fā)光二極管 有正向電流流過時，發(fā)出一有正向電流流過時，發(fā)出一定波長范圍的光，目前的發(fā)光管定波長范圍的光，目前的發(fā)光管可以發(fā)出從紅外到可見波段（紅、可以發(fā)出從紅外到可見波段（紅、黃、綠、橙）的光，它的電特性黃、綠、橙）的光，它的電特性與一般二極管類似。與一般二極管類似。1.2.6 其它類型二極管其它類型二極管工作條件：工作條件：正向偏置；正向正向偏置；正向電流越大，發(fā)光越強電流越大，發(fā)光越強一般工作電流幾一般工作電流幾 mA，導通電壓導通電壓 (1 2) Vu /Vi /mAO2符號符號習

17、題習題1.7 在圖圖Pl.7 所示電路中，發(fā)光二極管導通電壓UD =1.5V，正向電流在515mA 時才能正常工作。試問：(1)開關S 在什么位置時發(fā)光二極管才能發(fā)光？(2)R的取值范圍是多少？圖圖P1.7 minmax()/233DDRVUImaxmin()/700DDRVUI解：解：(1)S閉合。 (2) R的范圍為: (1-25)二二. 光電二極管光電二極管符號符號工作原理：無光照（普通二極管）；有光照工作原理：無光照（普通二極管）；有光照時，分布在第一（普通二極管）、三（恒流時，分布在第一（普通二極管）、三（恒流源）、四象限（微型光電池，源）、四象限（微型光電池，u0處）。處）。若無光照射若無光照射PN結，則因本征激發(fā)產生的電子結，則因本征激發(fā)產生的電子-空穴對數(shù)量有限，反向飽和電流保持不變，空穴對數(shù)量有限，反向飽和電流保持不變，在光敏二極管中稱為在光敏二極管中稱為暗電流