1.2.3PN結(jié)的反向擊穿特性與高穩(wěn)定性埋層齊納穩(wěn)壓管1/29/20231北京航空航天大學(xué)202教研室

Izmin為穩(wěn)壓管DZ的最小允許電流，Izmax為最大允許電流，

輸入電壓vI在VImin～VImax變化時(shí)，要使DZ正常工作，則限流

電阻R必須滿足下列關(guān)系：①在VImax和Ilmin時(shí)，IZ應(yīng)不超過(guò)最大允許電流Izmax：②在VImin和Ilmax時(shí)，IZ應(yīng)不低于最小允許電流Izmin：1/29/20232北京航空航天大學(xué)202教研室穩(wěn)壓二極管UIIZminIZmaxUZIZ穩(wěn)壓誤差曲線越陡，電壓越穩(wěn)定。+-UZ動(dòng)態(tài)電阻：rz越小，穩(wěn)壓性能越好。1/29/20233北京航空航天大學(xué)202教研室齊納擊穿與雪崩擊穿：齊納擊穿：摻雜濃度很高（例如ND=NA=1018/cm3）的PN結(jié)

很薄，例如寬度只有0.04μm，只要對(duì)PN結(jié)加上

不大的反向電壓，就可以產(chǎn)生很強(qiáng)的電場(chǎng)，例如

反壓4V，場(chǎng)強(qiáng)可達(dá)106V/cm。強(qiáng)電場(chǎng)可直接破壞共價(jià)鍵，產(chǎn)生自由電子和空穴，反向電流劇增。齊納擊穿電壓較低。雪崩擊穿：摻雜濃度較低的PN結(jié)較厚，在較大的反向電壓時(shí)

形成漂移電流的少子在耗盡區(qū)內(nèi)獲得更大的加速，動(dòng)能越來(lái)越大，足以撞擊出耗盡區(qū)內(nèi)原子的共價(jià)鍵電子，產(chǎn)生自由電子和空穴，新生電子又撞擊出其他自由電子，反向電流劇增。雪崩擊穿電壓較高（>6V)。1/29/20234北京航空航天大學(xué)202教研室埋層齊納擊穿穩(wěn)壓管：齊納管被掩埋在頂層硅晶體下面，噪聲很小，溫度穩(wěn)定性很高1/29/20235北京航空航天大學(xué)202教研室（5）最大允許功耗穩(wěn)壓二極管的參數(shù):（1）穩(wěn)定電壓VZ（2）電壓溫度系數(shù)U（%/℃）穩(wěn)壓值受溫度變化影響的的系數(shù)。（3）動(dòng)態(tài)電阻（4）穩(wěn)定電流IZ、最大、最小穩(wěn)定電流Izmax、Izmin。1/29/20236北京航空航天大學(xué)202教研室1.2.4PN結(jié)的結(jié)電容特性與變?nèi)荻O管PN結(jié)電容CJ包括勢(shì)壘電容CT和擴(kuò)散電容CD

即：CJ=CT＋CD1.2.4.1勢(shì)壘電容CT反偏電壓變化引起耗盡區(qū)厚度變化，從而引起

PN結(jié)中的電荷量變化，這種電容效應(yīng)稱為勢(shì)壘電容。式中：CT

表示勢(shì)壘電容數(shù)值；

Q表示PN結(jié)的電荷量；

vD

表示二極管的偏置電壓1/29/20237北京航空航天大學(xué)202教研室突變結(jié)CT與反偏電壓的關(guān)系式：(n=0.5)式中：CT(0)表示vD=0時(shí)的勢(shì)壘電容。

Vφ表示接觸電位差1/29/20238北京航空航天大學(xué)202教研室1.2.4.2擴(kuò)散電容CD

PN結(jié)正偏時(shí)，載流子在擴(kuò)散過(guò)程中存在電荷積累，

正偏電壓大，積累電荷多，反之積累電荷少，這種電容

效應(yīng)稱為擴(kuò)散電容。式中：τ表示非

平衡載流子的平

均壽命。1/29/20239北京航空航天大學(xué)202教研室1.2.5PN結(jié)的溫度特性1.PN結(jié)正向電壓的溫度系數(shù)αvD保持二極管正向電流不變，溫度變化1℃所引起的vD

變化

αvD≈-(1.9～2.5)mV/℃2.PN結(jié)的反向飽和電流隨溫度按指數(shù)規(guī)律變化不論是硅管還是鍺管，反向電流大約隨溫度每變化10℃

而變化一倍。鍺管的IS（T0）要比硅管大3～6個(gè)數(shù)量級(jí)1/29/202310北京航空航天大學(xué)202教研室1.2.6二極管的主要常數(shù)1.最大整流電流

IF二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許流過(guò)二極管的最大正向平均電流。2.反向擊穿電壓VBR二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。擊穿時(shí)反向電流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過(guò)熱而燒壞。手冊(cè)上給出的最高反向工作電壓VR一般是VBR的一半。3.反向電流

IR指二極管加反向峰值工作電壓時(shí)的反向電流值。稍大于反向飽和電流IS。1/29/202311北京航空航天大學(xué)202教研室4.最高工作頻率fM由PN結(jié)電容決定的參數(shù)，二極管的工作頻率高到一定的程度，CJ對(duì)PN結(jié)起的旁路作用不容忽略，工作頻率

超過(guò)fM，二極管的單向?qū)щ娦阅茏儔摹?shì)壘電容和擴(kuò)散電容的綜合效應(yīng)rd1/29/202312北京航空航天大學(xué)202教研室實(shí)際二極管的照片1：1/29/202313北京航空航天大學(xué)202教研室實(shí)際二極管的照片2：1/29/202314北京航空航天大學(xué)202教研室實(shí)際二極管的照片3：1/29/202315北京航空航天大學(xué)202教研室RLuiuouiuott二極管的應(yīng)用舉例1：二極管半波整流1/29/202316北京航空航天大學(xué)202教研室二極管的應(yīng)用舉例2：tttuiuRuoRRLuiuRuo1/29/202317北京航空航天大學(xué)202教研室負(fù)載電阻：要求：當(dāng)輸入電壓由正常值發(fā)生20%

波動(dòng)時(shí)，負(fù)載電壓基本不變。穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用舉例：穩(wěn)壓管的技術(shù)參數(shù):解：令輸入電壓達(dá)到上限時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓管的電流為Izmax

。求：電阻R和輸入電壓ui

的正常值。——方程1uoiZDZRiLiuiRL1/29/202318北京航空航天大學(xué)202教研室令輸入電壓降到下限時(shí)，

流過(guò)穩(wěn)壓管的電流為Izmin

?！匠?uoiZDZRiLiuiRL聯(lián)立方程1、2，可解得：1/29/202319北京航空航天大學(xué)202教研室隨堂小測(cè)試（5min）PN結(jié)的形成？二極管的正向伏安特性V-I，圖？表達(dá)式？二極管的交流小信號(hào)模型（微變等效電路）？寫在紙片上，課間由學(xué)委收集交上。寫上學(xué)號(hào)。1/29/202320北京航空航天大學(xué)202教研室PN結(jié)的形成：擴(kuò)散-（P型區(qū)到N型區(qū)的過(guò)渡帶，濃度差）復(fù)合（空間電荷區(qū)）內(nèi)建電場(chǎng)（接觸電位差）漂移-（內(nèi)建電場(chǎng)作用）動(dòng)態(tài)