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1、第4章 常用半导体器件,第 4 章 常用半导体器件,4.1 半导体的基础知识,4.2 半导体二极管,4.3 稳压管,4.4 半导体三极管,结束,基本要求：,1.了解半导体基本知识和PN结的形成及其单向导电性；,2.理解二极管的伏安特性，了解二极管的主要参数；,3.了解硅稳压管的结构和主要参数；,4.了解三极管的基本结构和电流放大作用，理解三极管的特性曲线及工作特点，了解三极管的主要参数。,难点：三极管的电流放大原理以及输入、输出特性；含二极管和稳压管电路分析。,重点：二极管的伏安特性；三极管的输入、输出特性及工作特点；含二极管和稳压管电路分析。,将PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。,点
2、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,4.2 半导体二极管,4.2.1 基本结构,二极管的伏安特性,60,40,20,0.02,0.04,0,0.4,0.8,25,50,I/mA,U/V,正向特性,硅管的伏安特性,反向特性,从二极管的伏安特性可以反映出：,2.伏安特性受温度影响,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,1.单向导电性,4.2.3 二极管的主要参数,1.最大整流电流 IOM 最大整流电流是指
3、二极管长时间使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。,2.反向工作峰值电压 URM 它是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是反向击穿电压的一半或三分之二。,3.最大反向峰值电流 IRM它是指二极管上加反向工作峰值电压时的反向电流值。,二极管的应用：整流、检波、限幅、钳位、元件保护以及在数字电路中作为开关元件。,4.最高工作频率fM,二极管电路分析举例,定性分析：判断二极管的工作状态,导通截止,分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位的高低或所加电压UD的正负。,若 V阳 V阴或 UD为正(正向偏置)，二极管导通若 V阳 V阴或 UD为负(反向偏置)，二极管截止,若二极管是理想的，
4、正向导通时正向管压降为零，反向截止时二极管相当于断开。,【例 4.1】在图中，输入电位 VA=+3 V，VB=0 V，电阻 R 接负电源 15 V。求输出端电位 VY。,【解】因为 VA 高于VB，所以DA 优先导通。如果二极管的正向压降是 0.7 V，则 VY=+2.3 V。当 DA 导通后,DB 因反偏而截止。,在这里，DA 起钳位作用，将输出端电位钳制在+2.3 V。,考虑管压降，UAB低于6V一个管压降，为6.3或6.7V,例 4.2 电路如图，求：UAB,【解】分析；取 B 点作参考点，断开二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。,在这里，二极管起钳位作用。,U阳=6 V U阴=12 V
5、,U阳U阴 二极管导通,若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB=6V,【解】分析；两个二极管的阴极接在一起，取 B 点作参考点，断开二极管，分析二极管阳极和阴极的电位。,忽略管压降，二极管可看作短路，UAB=0 V,例 4.3 电路如图，求：UAB,D1承受反向电压为6 V,流过 D2 的电流为,在这里，D2 起钳位作用，D1起隔离作用。,U1阳=6 V，U2阳=0 VU1阴=U2阴=12 V,UD1=6V，UD2=12V,UD2 UD1 D2 优先导通，D1截止。,【例 4.4】下图是二极管限幅电路，二极管D的正向压降可忽略不计，ui=6 sin t V，E=3 V，试画出 uo 波形。,【
6、解】在ui正半周,且ui E时，D导通，uo=E=3 V；在ui正半周，但ui E 及 ui 负半周时，D 均截止，uo=ui。,t,t,ui/V,uo/V,6,0,0,2,讨论：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？,4.3 稳压管,稳压管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管。其表示符号如下图所示。,稳压管工作于反向击穿区。,伏安特性,由于制造工艺的不同，其反向击穿电压一般比普通二极管低很多（普通二极管为数百伏，一般硅稳压管为几伏至几十伏）。,（1）工作在反向击穿状态，即伏安特性曲线中的第三象限。,稳压管的工作特点:,（2）反向击穿是可逆的，当去掉反向电压时，稳
7、压管恢复正常。,（3）反向击穿特性曲线很陡。,（4）稳压管在使用时要串联适当数值的限流电阻，防止造成热击穿而损坏。,含稳压管电路的分析:,（1）施加正向电压，稳压管（PN结）处于导通状态；,（2）施加反向电压且小于反向击穿电压，稳压管处于截至状态；,（3）施加反向击穿电压，稳压管处于稳压状态。,4.3.2 稳压管的主要参数,4.稳定电流 IZ,3.动态电阻 rZ,2.电压温度系数 U,5.最大允许耗散功率 PZM,【例4.5】图中通过稳压管的电流 IZ 等于多少？R 是限流电阻，其值是否合适？,IZ IZM，电阻值合适。,【解】:,返回,【*讨论】图示电路，两个稳压管VDZ1和VDZ2，其稳定电压分别为6.5V和8.5V，正向压降都是0.5V。试分析稳压管的状态并求输出电压。,（b）因VDZ1、VDZ2处于反向偏置且出输入电压大于稳压值，故均处于稳压状态。,【解】（a）因VDZ2处于正向偏置而导通，将VDZ1反向偏置电压嵌位在0.5V，故VDZ1处于截止状态。,UO=0.5V,UO=UVDZ1-UVDZ2=6.5-8.5=-2V,1、理解二极管的伏安特性，了解二极管的主要参数；会分析有关二极管的电路图。2、了解硅稳压管的结构和主要参数；作业：P114 4.2 4.4 4.5 4.7,
