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本讲主要介绍了以下基本内容:
PN结形成:扩散、复合、空间电荷区(耗尽层、势垒区、阻挡层、内建电场)、动态平衡
PN结的单向导电性:正偏导通、反偏截止
PN结的特性曲线:
正向特性:死区电压、导通电压
反向特性:反向饱和电流、温度影响大
击穿特性:电击穿(雪崩击穿、齐纳击穿)、热击穿
PN结的电容效应:势垒电容、扩散电容
二极管(Diode)=PN结+管壳+引线
结构:
分类:
按材料分:硅二极管、锗二极管
按结构分:点接触型、面接触型和平面型
N
P
半导体二极管的符号:
a
k
阳极
阴极
电流方向
由P区引出的电极称为阳极(正极)
由N区引出的电极称为阴极(负极)
+
-
U
二、半导体二极管的伏安特性
反向饱和电流
电子电量
玻尔兹曼常数
当T=300K:
UT=26mv
温度的
电压当量
PN结两端的电压降
流过PN结的电流
当u>0u>>UT时
当u<0|u|>>|UT|时
(1)正向特性
(2)反向特性
伏安特性曲线:
u
E
i
V
mA
u
E
i
V
uA
硅:
导通压降
反向饱和电流
死区
电压
击穿电压UBR
硅:~
锗
硅
/mA
/µA
锗:~
锗:
PN结的伏安特性曲线
(1)直流电阻RD:指二极管两端所加直流电压与流过它的直流电流之比。
RD不是恒定值,在正向工作区域,RD随UD增大而减小,在反向工作区域,RD随UD增大而增大。
(2)交流电阻rd:指二极管在其工作点Q(UDQ,IDQ)处的电压微变量与电流微变量之比。
rd几何意义:指二极管伏安特性曲线上Q点处切线斜率的倒数。
据伏安特性方程,可得
(3)最大整流电流IFM—
二极管长期连续工
作时,允许通过二
极管的最大整流
电流的平均值。
(4)反向击穿电压UBR——
二极管反向电流
急剧增加时对应的反向
电压值称为反向击穿
电压UBR。
最大反向工作电压URM
为安全计,在实际
工作时,最大反向工作电压URM
一般只按反向击穿电压UBR
的一半计算。
理想模型是指在正向偏置时,其管压降为零,相当于开关的闭合。当反向偏置时,其电流为零,阻抗为无穷,相当于开关的断开。具有这种理想特性的二极管也叫做理想二极管。
在实际电路中当电源电压远远大于二极管的管压降时,利用此模型分析是可行的。
定压降模型是指二极管在正向导通时,其管压降为恒定值;截止时反向电流为零。,。