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一、二极管的组成
二、二极管的伏安特性及电流方程
三、二极管的等效电路
四、二极管的主要参数
五、稳压二极管
模拟电子技术基础
一、二极管的组成
将PN结封装,引出两个电极,就构成了二极管。
点接触型:
结面积小,结电容小
故结允许的电流小
最高工作频率高
面接触型:
结面积大,结电容大
故结允许的电流大
最高工作频率低
平面型:
结面积可小、可大
小的工作频率高
大的结允许的电流大
PN结加正向电压导通:
耗尽层变窄,扩散运动加剧,由于外电源的作用,形成扩散电流,PN结处于导通状态。
PN结加反向电压截止:
耗尽层变宽,阻止扩散运动,有利于漂移运动,形成漂移电流。由于电流很小,故可近似认为其截止。
二、二极管(PN结)的特性
从二极管的伏安特性可以反映出:
T(℃)↑→在电流不变情况下管压降u↓
→反向饱和电流IS↑,U(BR)↓
T(℃)↑→正向特性左移,反向特性下移
正向特性为指数曲线
反向特性为横轴的平行线
(1)势垒电容
PN结外加电压变化时,空间电荷区的宽度将发生变化,有电荷的积累和释放的过程,与电容的充放电相同,其等效电容称为势垒电容Cb。
(2)扩散电容
PN结外加的正向电压变化时,在扩散路程中载流子的浓度及其梯度均有变化,也有电荷的积累和释放的过程,其等效电容称为扩散电容Cd。
结电容:
结电容不是常量!若PN结外加电压频率高到一定程度,则失去单向导电性!
三、二极管的等效电路
理想
二极管
近似分析中最常用
理想开关
导通时UD=0截止时IS=0
导通时UD=Uon
截止时IS=0
导通时i与u成线性关系
应根据不同情况选择不同的等效电路!
四、二极管的主要参数
最大整流电流IF:最大平均值
最大反向工作电压UR:最大瞬时值
反向电流IR:即IS
最高工作频率fM:因PN结有电容效应
结电容为扩散电容(Cd)与势垒电容(Cb)之和。
扩散路程中电荷的积累与释放
空间电荷区宽窄的变化有电荷的积累与释放
五、稳压二极管
进入稳压区的最小电流
不至于损坏的最大电流
由一个PN结组成,反向击穿后在一定的电流范围内端电压基本不变,为稳定电压。
稳定电压UZ、稳定电流IZ
最大功耗PZM=IZMUZ
动态电阻rz=ΔUZ/ΔIZ
讨论一 判断电路中二极管的工作状态,求解输出电压。
判断二极管工作状态的方法?
讨论二
V=2V,ID≈
V=5V,ID≈
V=10V,ID≈20mA
在伏安特性上,Q点越高,二极管的动态电阻越小!