1.2特殊二极管
常用半导体器件
多数载流子（多子）参加导电，杂质原子成 为不可移动旳离子，半导体呈现电中性。
多子旳浓度与掺杂浓度有关，受温度影响很 小；
少数载流子（少子）是因本征激发产生，因 而其浓度与掺杂无关，对温度非常敏感，影响 半导体旳性能.
三、PN结及其单向导电性
1. PN结旳形成 PN结合 多子浓度差 多子扩散 产生空间 电荷区，形成内电场 阻止多子扩散， 促使少子漂移。
四 、半导体二极管旳应用
1、一般二极管
利用二极管旳单向导电性，可实现整流、限 幅及电平选择等功能。
（1）整流电路
利用单向导电性能旳整流元件，将正负交替 变化旳正弦交流电压变换成单方向旳脉动直流 电压。
在电压正半周（设a端为正，b端为负时为正 半周）电流通路如图(a)中实线箭头所示；电压 旳负半周，电流通路如图(b)中虚线箭头所示。 经过RL旳电流iL以及RL上旳电压uL旳波形如图 1.25所示。iL、uL都是单方向旳全波脉动波形。
图1.6 载流子分布浓度差引起扩散运动
扩散运动：多数载流子因浓度上旳差别而形 成旳运动。
漂移运动：少数载流子在内电场作用下有规 则旳运动。
漂移运动和扩散
运动旳方向相反。
无外加电场时，经过
PN结旳扩散电流等
于漂移电流，PN结
旳宽度处于稳定状态。
图1.7 PN结旳形成
2. PN结旳单向导电性
（1）PN结外加正电压
一 、三极管旳构造及符号
1.三极管旳基本构造
三极管旳构造特点： （1）基区做得很薄，
且掺杂浓度低； （2）发射区杂质浓度很高； （3）集电区面积较大.
NPN
PNP
图1.29 三极管构造与符号
2.三极管旳分类
TVS瞬态电压抑制二极管(钳位二极管)原理参数
TVS瞬态电压抑制二极管（钳位二极管）原理参数瞬态电压抑制二极管(TVS)又叫钳位二极管，是目前国际上普遍使用的一种高效能电路保护器件，它的外型与普通二极管相同，但却能吸收高达数千瓦的浪涌功率，它的主要特点是在反向应用条件下，当承受一个高能量的大脉冲时，其工作阻抗立即降至极低的导通值，从而允许大电流通过，同时把电压钳制在预定水平，其响应时间仅为10-12毫秒，因此可有效地保护电子线路中的精密元器件。
瞬态电压抑制二极管允许的正向浪涌电流在TA＝250C，T＝10ms条件下，可达50～200A。
双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率，并把电压钳制到预定水平，双向TVS适用于交流电路，单向TVS一般用于直流电路。
可用于防雷击、防过电压、抗干扰、吸收浪涌功率等，是一种理想的保护器件。
耐受能力用瓦特(W)表示。
瞬态电压抑制二极管的主要电参数（1）击穿电压V(BR)器件在发生击穿的区域内，在规定的试验电流I(BR)下，测得器件两端的电压称为击穿电压，在此区域内，二极管成为低阻抗的通路。
（2）最大反向脉冲峰值电流IPP在反向工作时，在规定的脉冲条件下，器件允许通过的最大脉冲峰值电流。
IPP与最大钳位电压VC(MAX)的乘积，就是瞬态脉冲功率的最大值。
使用时应正确选取TVS，使额定瞬态脉冲功率PPR大于被保护器件或线路可能出现的最大瞬态浪涌功率。
瞬态电压抑制二极管的分类瞬态电压抑制二极管可以按极性分为单极性和双极性两种，按用途可分为各种电路都适用的通用型器件和特殊电路适用的专用型器件。
如：各种交流电压保护器、4~200mA电流环保器、数据线保护器、同轴电缆保护器、电话机保护器等。
若按封装及内部结构可分为：轴向引线二极管、双列直插TVS阵列（适用多线保护）、贴片式、组件式和大功率模块式等。
瞬态电压抑制二极管的应用目前已广泛应用于计算机系统、通讯设备、交/ 直流电源、汽车、电子镇流器、家用电器、仪器仪表（电度表）、RS232/422/423/485、I/O、LAN、ISDN 、ADSL、USB、M P3、PDAS、GPS、CDMA、GSM、数字照相机的保护、共模/差模保护、RF耦合/IC驱动接收保护、电机电磁波干扰抑制、声频/视频输入、传感器/变速器、工控回路、继电器、接触器噪音的抑制等各个领域。
二极管的分类与特性参数(精)
二极管的分类与特性参数(精)二极管的分类与参数一、半导体二极管1.1二极管的结构半导体二极管简称二极管，由一个PN 结加上相应的电极引线和管壳构成，其基本结构和符号如图1所示。
图1 二极管的结构及符号1.2 二极管的分类1、根据所用的半导体材料不同，可分为锗二极管和硅二极管。
2、按照管芯结构不同，可分为： （1）点接触型二极管由于它的触丝与半导体接触面很小，只允许通过较小的电流（几十毫安以下），但在高频下工作性能很好，适用于收音机中对高频信号的检波和微弱交流电的整流，如国产的锗二极管2AP 系列、2AK 系列等。
（2）面接触型二极管面接触型二极管PN 结面积较大，并做成平面状，它可以通过较大了电流，适用于对电网的交流电进行整流。
如国产的2CP 系列、2CZ 系列的二极管都是面接触型的。
（3）平面型二极管它的特点是在PN 结表面被覆一层二氧化硅薄膜，避免PN 结表面被水分子、气体分子以及其他离子等沾污。
这种二极管的特性比较稳定可靠，多用于开关、脉冲及超高频电路中。
国产2CK 系列二极管就属于这种类型。
3、根据管子用途不同，可分为整流二极管、稳压二极管、开关二极管、光电二极管及发光二极管等。
1.3 二极管的特性引外壳触丝基PN二极管的电路P N阳阴极点接面接1、正向特性二极管正向连接时的电路如图所示。
二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就处于导通状态（灯泡亮），如同一只接通的开关。
实际上，二极管导通后有一定的管压降（硅管0.6～0.7V，锗管0.2～0.3V）。
我们认为它是恒定的，且不随电流的变化而变化。
但是，当加在二极管两端的正向电压很小的时候，正向电流微弱，二极管呈现很大的电阻，这个区域成为二极管正向特性的“死区”，只有当正向电压达到一定数值（这个数值称为“门槛电压”，锗二极管约为0.2V，硅二极管约为0.6V）以后，二极管才真正导通。
此时，正向电流将随着正向电压的增加而急速增大，如不采取限流措施，过大的电流会使PN结发热，超过最高允许温度（锗管为90℃～100℃，硅管为125℃～200℃）时，二极管就会被烧坏。
《模拟电子技术》课件第2章半导体二极管及其基本电路
位，称为空穴（带正电）。
+4
+4
+4
+4 空穴
&;4
4
自由电子
空穴：共价键中的空位。
空穴的移动：相邻共价
+4
键中的价电子依次充填
空穴来实现。 +4
电子空穴对：由热激发
而产生的自由电子和空
+4
穴对。
§1.1 半导体的基本知识
P型半导体——掺入三价杂质元素（如硼）的 半导体。【Positive】
1. P型半导体
三、杂质半导体
掺入三价元素（如硼）
Si
Si
BS–i
Si
空穴
掺杂后空穴数 目大量增加，空穴导电 成为这种半导体的主要 导电方式，称为空穴半 导体或 P型半导体。
接受一个 电子变为 负离子
硼原子
空穴：多子（多数载流子）
26
三、二极管的主要参数： (1) 最大整流电流IF
§3.3 二极管
二极二管极长管期反连向续电工流作急时， 允许剧通增过加二时极对管应的的最反大 整流向电电流压的值平称均为值反。向
击穿电压VBR。
(2) 反向击穿电压VBR和最大反向工为作安全电计压，V在R实M际工作
(3) 反向电流IR (4) 极间电容Cj
当vI = 6 sinωt (V)时，分别对于理想模型和恒压降模型绘出相应
的输出电压vO的波形。
R
+a.理想模型 D
当AVI=0V时 +
D截止
当VI=4V时
D导通
当VI=6V时
D导通
vI
VREF
《模拟电子技术基础(第3版_陈梓城)》多媒体课件 第1章 半导体二极管及其应用
1.1.2 半导体二极管的结构、类型、电路符号 一、半导体二极管的内部结构示意图
以PN结为管芯，在P区和N区均接上电极引线，并以外 壳封装，就制成了半导体二极管，简称二极管。
从P区接出的引线称为二极管的阳极（Anode）,从N区接 出的引线称为阴极（Cathode）。
图1.1.4 二极管内部结构示意图、电路符号、实物图 (a)内部结构 (b)图形符号 （c）整流二极管实物图
3.掺杂特性 本征半导体的导电能力差，但是在本征半导体中掺入
某种微量元素（杂质）后，它的导电能力可增加几十万甚 至几百万倍。
人们正是通过掺入某些特定的杂质元素，精确地控制 半导体的导电能力，制成各种性质、用途的半导体器件。
图1.1.2 掺杂半导体共价键结构示意图 (a)N型半导体 (b)P型半导体
当温度下降时，半导体材料的导电能力显著下降。利 用半导体对温度十分敏感的特性，制成了工业自动控制装 置中常用的热敏电阻。
1.1 半导体二极管
2. 光敏特性 某些半导体，受到光照时，半导体就像导体一样，导电
能力很强；当没有光线照射时，就像绝缘体一样不导电，这 种特性称为“光敏”特性。光照强度越强，半导体的导电性 能越好。
图1.1.3 N型半导体和P型半导体简化结构示意图 (a)N型半导体简化结构示意图 (b)P型半导体简化结构示意图
N型半导体是否带负电？为什么？
三、PN结及其单向导电性
如果通过一定的生产工艺把半导体的P区和N区部分结合 在一起，则它们的交界处就会形成一个很薄的空间电荷区， 称为PN结（PN Juntion）。 PN结具有单向导电性，外加偏置 电压，正偏导通，反偏截止。即P区电位高于N区，PN结通导， 相当于开关闭合；P区电位低于N区电位，PN结截止，相当于 开关断开。
半导体器件及整流电路
空穴 自由电子
多数载流子〔简称多子〕 少数载流子〔简称少子〕
P 型半导体
掺入三价元素
+4 +34 接受一个 电子变为 负离子
空穴
+4 +4
硼原子
掺杂浓度远大于本征 半导体中载流子浓度,所 以,空穴浓度远大于自由 电子浓度.
空穴称为多数载流子 〔多子〕,
自由电子称为少数载 流子〔少子〕.
＋＋＋＋
＋＋＋＋ ＋＋＋＋
＋＋ ＋
内电场方向 PN 结及其内电场
2．PN结的单向导电性
①外加正向电压〔也叫正向偏置〕
外加电场与内电场方向相反,内电场削弱,扩散运 动大大超过漂移运动,N区电子不断扩散到P区,P
区空穴不断扩散到N区,形成较大的正向电流,这 时称PN结处于低阻导通状态.
空间电荷区
变窄
＋
P I 外电场
＋N
＋
内电场
光敏性：当受到光照时,其导电能力明显变 化.<可制成各种光敏元件,如光敏电阻、
光敏二极管、光敏三极管、光电池等>.
掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质, 使其导电能力明显改变.
本征半导体
完全纯净的、结构完整的半导体晶体,称
为本征半导体.
硅和锗的晶体结构
1．热激发产生自由电子和空穴
純净的半导体叫本征半导体.每个原子周围有四个相 邻的原子,每个原子的一个外层价电子与另一原子的外层 价电子组成电子对,原子之间的这种电子对为两原子共有, 称为共价键结构.原子通过共价键紧密结合在一起.两个 相邻原子共用一对电子.由于温升、光照等原因,共价键 的电子容易挣脱键的束縛成为自由电子.这是半导体的一 个重要特征.
电子技术
半导体器件及整流电路
常用二极管型号及参数大全
常用二极管型号及参数大全
二极管是一种最常用的电子器件之一，它具有方便、可靠、低成本等优点，在电子领域被广泛应用。
常用的二极管型号和参数有很多，下面我将介绍一些常见的二极管型号及其参数。
1.PN结二极管：
型号:1N4148
参数:正向电压降：0.7V，反向最大电压：75V，最大连续电流：
300mA
2.快恢复二极管：
型号:1N4937
参数:正向电压降：1.2V，反向最大电压：600V，最大连续电流：1A 3.高速二极管：
型号:BAT54
参数:正向电压降：0.55V，反向最大电压：30V，最大连续电流：350mA
4.整流二极管：
型号:1N4007
参数:正向电压降：1V，反向最大电压：1000V，最大连续电流：1A 5.功率二极管：
型号:1N5408
参数:正向电压降：1.2V，反向最大电压：1000V，最大连续电流：3A 6.双向导通二极管：
型号:BAT54S
参数:正向电压降：0.55V，反向最大电压：30V，最大连续电流：650mA
7. Zenner二极管：
型号:1N4742A
参数:正向电压降：1.2V，反向最大电压：12V，最大电流：1W
8.稳压二极管：
型号:1N5231B
参数:正向电压降：0.7V，反向最大电压：4.7V，最大连续电流：0.5W
9.光电耦合二极管：
型号:PC817
参数:正向电压降：1.2V，反向最大电压：80V，最大连续电流：50mA 10.电容二极管：
型号:BB001
参数:正向电压降：1.2V，反向最大电压：6V，最大连续电流：50mA。
二极管及其应用分解
1.1.3晶体二极管的主要参数
（1）最大整流电流IFM：最大整流电流IFM指二极管 长期工作时允许通过的最大正向平均电流，使用中电 流超过此值，管子会因过热而永久损坏。 （2）最高反向工作电压URM：二极管正常工作时允 许承受的最高反向电压，一般为反向击穿电压UBR的一 半左右。 （3）反向电流IRM：指二极管未击穿时的反向电流， 其值愈小，则二极管的单向导电性愈好。 （4）最高工作频率：最高工作频率指保证二极管正 常工作的最高频率。否则会使二极管失去单向导电性。
为0.5V，锗管的Uth为0.1V。
（2）正向导通区：对应曲线AB段，当加给二极管的正向电压超过死区电压 后，二极管完全导通，此时二极管电流变化范围很大，电压变化范围很小。 一般硅管0.6～0.7V，锗管0.2～0.3V，称为导通电压，二极管充分导通时， 可认为电压基本保持不变，统一取硅管的导通电压为0.7V,锗管的导通电压 为0.3V。
【反向特性】 二极管正极接低电位，负极接高电位，称为二极管 反偏。二极管加反偏电压时，伏安特性分为反向截止区和反向击 穿区。 （1）反向截止区：对应曲线的OC段，二极管处于截止 状态。此时反向电流很小，且基本保持不变，称为 二极管的反向饱和电流IR，其值随温度的升高而加 大。 （2）反向击穿区：对应曲线的CD段，当反向电压加大 到某一值时，反向电流突然增大，二极管失去单 向导电性，该现象称为反向击穿，所加反向电压 称为反向击穿电压UBR。稳压二极管就是利用该 特性制成，但普通二极管不允许进入击穿区，因 为普通二极管会因反向电流过大而损坏。
【实验内容】 （1）识别二极管正负极，靠近银色色环的一端为负极。 （2）按图1-6a）所示连接电路，即将二极管正极与电源高电位相接，二极管负极 与电源低电位相接， 即二极管两端加正向电压。观察指示灯的变化情况，将观察 的现象记入表1-1。再按图1-6b）接电路，即将二极管两端对调，观察记录现象。
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了解几种常见的特殊二极管的功能、电路符号、工作条件和特性。
【教学重点】
特殊二极管的功能、电路符号、工作条件和特性。
【教学难点】
特殊二极管的工作条件及特性。
1.2.1 稳压二极管 1.2.2 发光二极管 1.2.3 光电二极管 1.2.4 变容二极管 1.2.5 激光二极管
电路符号
实物图
工作条件：正向导通。 特 性：与普通二极管一样，具有单向导电性能；
体积小、重量轻、耗电低； 驱动电路简单、方便调制； 耐机械冲击、抗震动。
应 用：远距离光纤通信的光源，计算机光驱、激光打印机打印 头，VCD机及条形码阅读器等。
作业:P7第1题
1.2.2 发光二极管 发光二极管简称为LED，它能把电能转换成光能，实现发光的功能。
VL
工作条件：正向导通。 特 性：与普通二极管一样，具有单向导电性能；
体积小、发光均匀稳定、亮度较高、响应快、寿命长； 工作电压低(约 2 V)，工作电流小(约 10 mA)。 应 用：各种电子电路、家电、仪表等设备中的电源指示、电 平指示、组成文字或数字显示。
1.2.1 稳压二极管
稳压二极管利用 PN 结的反向击穿区具有 稳定电压的特性来工作的。
VZ
＋
－
（a）稳压管外形
（b）图形符号
iZ
工作条件：反向击穿。
反向电压 UZ
特 性： 正向特性与普通二极管相同；
0
反
反向击穿特性较陡；
向 电
反向击穿电压为几伏～几十伏。 稳压区
流
应 用：稳压设备和一些电子电路中。
1.2.3 光电二极管 光电二极管也称光敏二极管，是一种将光信号转变成电信号的器件。
＋
光电二极管实物
VL －
图形符号
工作条件：反向偏置。 特 性： 无光照时，反向电阻高达几十兆欧； 有光照时，反向电阻降为几千欧～几十千欧 。
应 用： 在自动控制中作为光/电检测元件，制作光电池。
1.2.4 变容二极管 变容二极管PN结的电容是可变，由此可以实现改变电容的功能。
VD
变容二极管实物图
工作条件：反向偏置。 特 性： 正向特性与普通二极管相同；
反偏时，PN结电容随外加电压升高而降低； 电容量较小，几十～几百pF 。 应 用：电视机、收录机等家用电器和仪器仪表中构 成调谐电路和自动频率微调电路。
电路图形符号
1.2.5 激光二极管
激光二极管是在发光二极管的PN结间安置一层具有光活性的半导体，使其能发射出 单波长红外光。