半导体二极管(1)(1)
电子技术基础题库(I_II类题)[1]
![电子技术基础题库(I_II类题)[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/0d71ad21192e45361066f55f.png)
第一章 半导体二极管I 类题一、简答题1． 杂质半导体有哪些？与本征半导体相比导电性有什么不同？答杂质半导体有P 型半导体和N 半导体两种，比本征半导体导电性能增强很多。
2．什么是PN 结？PN 结最基本的特性是什么？ 答；P 型半导体和N 型半导体采用特殊的加工工艺制作在一起，在其交界处产生的特殊薄层称为PN 结。
PN 结最基本的特性是单向导电性。
3． 什么是半导体？半导体有哪些特性？答：导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。
具有热敏特性、光敏特性和掺杂特性。
二、计算题1． 在下图所示电路中，哪一个灯泡不亮？答：b 不亮2．如图所示的电路中，试求下列两种情况下输出端Y 的电位U Y 及各元件（R ，VD A ，VD B ）中通过的电流；（1）U A =U B =0V ；（2）U A =+3V ，U B =0V ；答：（1）V Y =0VmA 33.9K Ω12V ≈=R I mA5.1232R DB DA ≈===I I I （2）D B 导通，D A 截止 V Y =0VmA39.312≈=R I V 0DA =I mA 3DB =I 3． 在下图所示电路中，设二极管是理想二极管，判断各二极管是导通还是截止？并求U AO =？答：a）图中，二极管导通，U AO=-6V；b）图，二极管截止，U AO=-12V；c）图V1导通，V2截止，U AO=0V。
II类题一、简答题1．从晶体二极管的伏安特性曲线看，硅管和锗管有什么区别？答：硅管死区电压为0.5V左右而锗管为0.2V左右；硅管的正向管压降为0.7V左右而锗管为0.3V左右；硅管的反向饱和电流较小而锗管较大。
2．光电二极管和发光二极管有什么区别？答：发光二极管将电信号转化成光信号，工作时加正向电压；光电二极管将光信号转化成电信号，工作时加反向电压。
3．为什么用万用表的不同电阻档测量同一二极管的正偏内阻数值上差别很大？答：因二极管的非线性。
半导体二极管
模拟电子技术基础
二极管应用举例
1)整流电路
上页
下页
返回
模拟电子技术基础
2)限幅电路 例：已知电路的输入波形为 vi ,二极管的VD 为0.6伏，试 画出其输出波形。
解：
Vi< 3.6V时，二极管截止， vo=Vi。 Vi> 3.6V时，二极管导通，vo=3.6V。 上页 下页 返回
模拟电子技术基础
上页
下页
返回
模拟电子技术基础
1.3.3 二极管的基本电路及其分析方法
(1) 简单二极管电路的图解分析方法
(2) 二极管电路的简化模型分析方法
上页
下页
返回
模拟电子技术基础
3.4.1 简单二极管电路的图解分析方法
二极管是一种非线性器件，因而其电路一般要采
用非线性电路的分析方法，相对来说比较复杂，而图
模拟电子技术基础
IR
IZ Io
3. 稳压电路
RL
Io
IR
VR
Vo
VZ Vo
IZ
IR
VR
上页
下页
返回
模拟电子技术基础
例3.5.2 设计一稳压电路，作为汽车用收音机的电压源。已知 收音机的直流电源需为9V，音量最大时需供功率为0.5W，汽
车上的供电电源在12-13.6V之间波动。要求选择合适的稳压管
硅管150∽200oC
PN结被烧坏，造成二极管永久性的损坏。
上页 下页 返回
模拟电子技术基础
(3)* 产生击穿的机理
a. 齐纳击穿 半导体的掺杂浓度高
条件 空间电荷层中有较强的电场
击穿的机理
电场将PN结中的价电子从共价键中激发出来 击穿电压低于4V 击穿的特点 击穿电压具有负的温度系数
半导体二极管
(1-4)
1. 4 二极管的主要参数
1. 最大整流电流 IFM
在规定的环境温度和散热条件下，二极管长 期使用时，所允许流过二极管的最大正向平 均电流。
2. 最高反向工作电压URM
通常称耐压值或额定工作电压，是指保证二 极管截止的条件下，允许加在二极管两端的 最大反向电压。手册上给出的最高反向工作 电压URM一般是击穿电压UBR的一半。
(1-5)
3. 反向电流 IR
指二极管未击穿时的反向电流。反向电流 越小越好。通常反向电流数值很小，但受 温度影响很大，温度越高反向电流越大， 一般温度每升高10o,反向电流约增大一倍。 硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要 比硅管大几十到几百倍。
4. 最最高工作频率fM
指保证二极管导向导电作用的最高工作频 率。当工作频率超过fM时，二极管将失去导 向导电性。
模拟电子技术
半导体二极管
1. 1 半导体二极管的结构和符号
PN 结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。
点接触型
触丝线
PN结
引线 外壳线
基片
面接触型
二极管的ห้องสมุดไป่ตู้路符号： 阳极
阴极
(1-2)
二极管的主要特性---单向导电
1、二极管的偏置：二极管单向导电的特性，只有外加一定极 性的电压（称为偏置）才能表现出来。阳极电位高于阴极 电位称为二极管的正向偏置，反之称为反向偏置。
2、二极管的主要特性：单向导电，即正向导通，反向截止。 或曰：只能一个方向导电，另一个方向不导电，即由阳极 向阴极可以顺利的流电流，反方向不流电流。
只能一个方向 电，
(1-3)
1. 3 二极管的伏安特性
I
反向击穿 电压UBR
半导体二极管是怎样分类的？
半导体二极管是怎样分类的？
(1)按材料分类
半导体二极管按其所用的半导体材料分类，可分为锗(Ge)二极管，硅(Si)二极管，磷化镓(GaP)二极管及砷化镓(GaAs)二极管等。
(2)按制造工艺分类
半导体二极管按制造工艺分类，可分为面接触型二极管和点接触型二极管。
(3)按用途不同分类
半导体二极管按用途不同分类，可分为整流二极管、检波二极管、稳压二极管、变容二极管、发光二极管、光电二极管、开关二极管、快恢复二极管、激光二极管、双向击穿二极管、磁敏二极管、肖特基二极管、温度效应二极管、隧道二极管、双向触发二极管、恒流二极管、体效应二极管等。
(4)按结构类型分类
半导体二极管按结构类型来分类，可分为半导体结型二极管，金属半导体接触二极管等。
(5)按封装形式分类
半导体二极管按封装形式分类，可分为常规封装二极管，特殊封装二极管等。
(6)按工作频率分类
半导体二极管按其工作频率分类，可分为高频二极管和低频二极管。
1.2 半导体二极管
面接触型管子的特点是，PN 结的结面积大，能通过较大电流，但结电容也大，适用于低频较低整流电路。
半导体二极管半导体二极管是由一个PN 结构成的二端元件。
其端钮有确定的命名，即一端叫阳极a ，一端叫阴极k 。
1.2 半导体二极管1.2.1 半导体二极管结构和类型（1）点接触型二极管（2）面接触型二极管（3）平面型二极管点接触型管子的特点是，PN 结的结面积小，因而结电容小，主要用于高频检波和开关电路。
既不能通过较大电流，也不能承受高的反向电压。
平面型管子的特点是，PN 结的结面积大时，能通过较大电流，适用于大功率整流电路；结面积较小时，结电容较小，工作频率较高，适用于开关电路。
1.结构2. 分类普通二极管特殊二极管变容二极管发光二极管光电二极管激光二极管二极管稳压二极管稳压光电转换调谐按材料的不同，常用的二极管有硅管和锗管两种；按其用途二极管分为普通二极管和特殊二极管两大类：整流、滤波、限幅、钳位、检波及开关等。
忽略正向导通压降和电阻，二极管相当短路；二极管反向截止时忽略反向饱和电流，反向电阻无穷大，二极管相当开路路。
I S uiU R 二极管是一种非线性元件，其特性就是PN 结的特性，而电流i D 与两端的电压u D 的关系近似为：1.2.2 二极管的伏安特性普通二极管是应用PN 结的饱和区、死区和导通区的特性制成的二端元件。
电路符号为：（1）伏安关系（2）理想二极管）（1-=T D V u S D e I i I S —反向饱和电流；V T —温度的电压当量，当常温（T=300K ）时，V T =26mV 。
在正常工作范围内，当电源电压远大于二极管正向导通压降时，可将二极管当作理想二极管处理，其伏安特性如图示。
k a D最大整流电流又称为额定正向平均电流，是指二极管长时间使用时，允许通过的最大正向平均电流。
此值取决于PN 结的面积、材料和散热情况。
1.2.3 二极管的主要电参数1）最大整流电流I F2）最高反向工作电压U R3）最大反向电流I RM I F I RM ui U R 最大反向电流是指二极管加上最高反向工作电压时的反向电流值。
注电考试最新版教材-第17讲 第十章半导体及二极管(一)
第2篇电子学第10章半导体及二极管大纲要求：掌握二极管和稳压管特性、参数了解载流子，扩散，漂移；PN结的形成及单向导电性10.1 半导体的基本知识10.1.1 本征半导体本征半导体是一种完全纯净的、结构完整的半导体晶体。
当电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后，就同时在原来的共价键的相应位置上留下一个空位，这个空位称为空穴空穴的出现是半导体区别于导体的一个重要特点。
显然，自由电子和空穴是成对出现的，所以称它们为电子空穴对。
10.1.2 杂质半导体在本征半导体中掺入微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著改变。
根据掺入杂质的化合价不同，杂质半导体分为N型和P型两大类。
（1）N型半导体在4价元素的硅（或锗）晶体中，掺入微量的5价元素磷（或砷、锑等）后，磷原子将散布于硅原子中，且替代了晶体点阵中某些位置上的硅原子。
通常，掺杂所产生的自由电子浓度远大于本征激发所产生的自由电子或空穴的浓度，所以杂质半导体的导电性能远超过本征半导体。
显然，这种半导体中自由电子浓度远大于空穴浓度，所以称电子为多数载流子（majority carrier，简称多子），空穴为少数载流子（minority carrier，简称少子）。
因为这种半导体的导电主要依靠电子，所以称为Ｎ型半导体或电子型半导体。
（2）P型半导体在硅（或锗）的晶体中掺入微量的3价元素硼（或铝、铟等）后，杂质原子也散布于硅原子中，且替代了晶体点阵中某些位置上的硅原子。
在这种半导体中，空穴是多子，自由电子是少子，它的导电主要依靠空穴，因此称为P 型半导体或空穴型半导体。
10.1.3 半导体中的两种电流（1）漂移电流：自由电子和空穴在电场作用下的定向运动所形成的电流。
（2）扩散电流：同一种载流子从浓度高处向浓度地处扩散所形成的电流称为扩散电流。
10.1.4 PN结（1）PN结的形成P区和N区交界面处形成的区域称为P N结。
形成原因主要有以下三个：①载流子的浓度差引起多子的扩散；②复合使交界面形成空间电荷区 (耗尽层)③扩散和漂移达到动态平衡（2）PN结的单向导电性加在PN结上的电压称为偏置电压。
半导体二极管ppt课件
快 恢 复 二 极 管
形形色色的二极管
肖 特 基 二 极 管
二极管的封装 资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值
用于电视机、收音机、电源装置等电子产品中
的各种不同外形的二极管如下图所示。二极管
通常用塑料、玻璃或金属材料作为封装外壳，
五、二极管的检测 资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值
用万用表检测普通二极管的好坏 测试图如图所示
1、万用表置于R×1k挡。测量正向电阻时，万用表的黑表
笔接二极管的正极，红表笔接二极管的负极。
2、万用表置于R×1k挡。测量反向电阻时，万用表的红表
稳压管在电路中主要 功能是起稳压作用。
击穿 特性
稳压管的伏安特性曲线
正向 特性
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
形形色色的二极管
高频二极管
阻尼二极管
金属封装整流二极管
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
发光二极管
形形色色的二极管
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
高，主要用于信号检测、取样、小电流整流等
整流二极管（2CZ、2DZ等系列）的IFM较大，fM很
半导体二极管
半导体二极管二极管是由一个PN结、电极引线以及外壳封装构成的。
二极管的最大特点是：单向导电性。
其主要包括：稳压、整流、检波、开关、光/电转换等。
1.二极管的分类（1）按材料来分，可分为：硅二极管、锗二极管。
（2）按结构来分，可分为：点接触型二极管、面接触型二极管。
（3）按用途来分，可分为：稳压二极管、整流二极管、检波二极管、开关二极管、发光二极管、光电二极管等。
图1常用二极管的外形和电路符号2.二极管性能的检测（1）外观判别二极管的极性二极管的正、负极性一般都标注在其外壳上。
有时会将二极管的图形直接画在其外壳上如图2（a）示。
对于二极管引线是轴向引出的，则会在其外壳上标出色环（色点），有色环（色点）的一端为二极管的负极端，如图2（b）所示。
若二极管引线是同向引出，其判断如图2 （c）所示。
若二极管是透明玻瑞壳，则可直接看出极性，即二极管内部连触丝的一端为正极。
图2根据判断外观二极管极性（2）万用表检测二极管的极性与好坏检测原理：根据二极管的单向导电性这一特点，性能良好的二极管，其正向电阻小，反向电阻大；这两个数值相差越大越好。
若相差不多，说明二极管的性能不好或已经损坏。
测量时，选用万用表的“欧姆”档。
一般用Rx100或Rx lk档。
而不用Rx1或Rx10k 档。
因为Rx l档的电流太大，容易烧坏二极管。
Rx 10k档的内电源电压太大，易击穿二极管。
测量方法：将两表棒分别接在二极管的两个电极上，读出测量的阻值；然后将表棒对换，再测量一次。
记下第二次阻值。
若两次阻值相差很大，说明该二极管性能良好；并根据测. 量电阻小的那次的表棒接法（称之为正向连接），判断出与黑表棒连接的是二极管的正极。
与红表榜连接的是二极管的负极。
因为万用表的内电源的正极与万用表的“一”插孔连通，内电源的负极与万用表的“ + ”插孔连通。
如采两次测量的阻值都很小，说明二极管己经击穿；如果两次测量的阻值都很大，说明二极管内部己经断路；两次测量的阻值相差不大，说明悦极管性能欠佳。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
→反向饱和电流IS↑，U(BR) ↓ T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移
编辑课件ppt
三、二极管的等效电路
1. 将伏安特性折线化
导通时i与u成 线性关系
理想 二极管
理想开关 导通时 UD＝0 截止时IS＝0
近似分析 中最常用
导通时UD＝Uon 截止时IS＝0
应根据不同情况选择不同的等效电路！
编辑课件ppt
稳定电压UZ、稳定电流IZ 最大功耗PZM＝ IZM UZ 动态电阻rz＝ΔUZ /ΔIZ
编辑课件ppt
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？
编辑课件ppt
讨论二
1. V＝2V、5V、10V时二极管中 的直流电流各为多少？
2. 若输入电压的有效值为5mV， 则上述各种情况下二极管中的交
ID
流电流各为多少？ V＝5V时，
rd
uD iD
UT IDQ
Q
uD=V-iR
ID
VUDΒιβλιοθήκη RV 较小时应实测伏安 特性，用图解法求ID。
(50.7)A 21.5mA 200
V=10V时，IDV R(2100)0A50mA
编辑课件ppt
讨论二
rd
uiD DU IDTQ，Id
Ui rd
V＝2V，ID≈2.6mA
编辑课件ppt
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
编辑课件ppt
五、稳压二极管
1. 伏安特性
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。
2. 主要参数
进入稳压区的最小电流 不至于损坏的最大电流
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
编辑课件ppt
二、二极管的伏安特性及电流方程
二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性
i f (u)
u
击穿
iIS(eU T1) (常温 U T下 2m 6 V)电压
温度的 电压当量
材料 硅Si 锗Ge
开启电压 0.5V 0.1V
导通电压 0.5~0.8V 0.1~0.3V
第三讲 半导体二极管
编辑课件ppt
第三讲 半导体二极管
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
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
V＝5V，ID≈ 21.5mA
rd(2 2.6)6 1 0， Id(1 5)0 m A 0.5m
rd(2 2.5 1 6 ) 1.2 1 ， Id(1.5 2)m 1 A 4.1mA
V＝10V，ID≈ 50mA
rd(5 2)0 60.5 2 ， Id(0.5 5)2 m A 9.6mA
在伏安特性上，Q点越高，二极管的动态电阻越小！
三、二极管的等效电路
2. 微变等效电路
当二极管在静态基础上有一动态信号作用时，则可将二极 管等效为一个电阻，称为动态电阻，也就是微变等效电路。
ui=0时直流电源作用 根据电流rd方 程 uiD D， U ID T
编辑课件ppt
小信号作用
Q越高，rd越小。 静态电流
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
编辑课件ppt
反向饱 开启 和电流 电压
反向饱和电流 1µA以下 几十µA
从二极管的伏安特性可以反映出：
1. 单向导电性
正向特性为 指数曲线
u
i IS(eUT 1)
u
若正向电 u压 UT，则 i ISeUT； 若反向电 u 压UT，则 iIS。
2. 伏安特性受温度影响
反向特性为横轴的平行线
T（℃）↑→在电流不变情况下管压降u↓