第02章半导体器件的特性.ppt

* School of Physics, Peking University 第二章 No.* 4、等效电路分析法 uD iD 0 uD iD 0 理想模型 恒压降模型 ⑴、静态等效电路 ①、理想模型（开关模型）(ideal model) 将二极管当作开关处理：当uD≥0，二极管相当于短路；而uD ＜0，二极管相当于断路。 ②、恒压降模型(constant voltage drop model) UD 等效 a b a' b' UD 当uD≥ UD时，用二极管导通电压UD来等效； 当uD ＜ UD时，二极管相当于断路。 UD= 0.7V 硅管 0.2V 锗管 即： (DC equivalent circuits) 第30页，共62页，编辑于2022年，星期五 * School of Physics, Peking University 第二章 No.* ⑵、动态等效电路 用折线来近似二极管的特性曲线，当二极管电压超过开启电压后，用斜线来代替特性曲线，斜线的斜率为工作范围内电流、电压的比值，其倒数为等效的电阻rD，此时的管压降用开启电压Uon等效。 (AC(alternating current) equivalent circuits) uD iD 0 Uon 等效 a b a' 即： Uon rD b' 折线模型 ①、折线模型(piecewise model) 第31页，共62页，编辑于2022年，星期五 * School of Physics, Peking University 第二章 No.* ②、微变等效电路(small signal model) uD iD 0 各模型适用范围： Ui>>UD时，使用理想模型； 考虑二极管影响时，使用恒压降模型（常用）或折线模型； 当外加信号幅度动态范围较小时，使用微变等效电路。 只考虑二极管两端的电压在某一固定值附近作微小变化时引起的电流变化，可用曲线在该固定值处的切线来近似表示这一小段曲线，而将二极管等效成一个微变等效电阻rd。 即： 等效 a b a' rd b' 微变等效电路 第32页，共62页，编辑于2022年，星期五 * School of Physics, Peking University 第二章 No.* 5、应用 利用二极管的单向导电性，可对信号进行限幅处理，实现整流、检波等功能。 R ui D uo ui uo ⑴、整流电路 整流电路的作用是将交流电压变成直流电压，常用于直流稳压电源中。 半波整流电路 第33页，共62页，编辑于2022年，星期五 * School of Physics, Peking University 第二章 No.* 另外，利用二极管的其它特性，还能完成一些特殊功能。如稳压二极管（Zener diode，反向电击穿时管压降不变）、光电二极管（photoelectric diode，受光照导电能力剧变）、发光二极管（light-emitting diode，激发的自由电子回到基态会产生辐射）、变容二极管（varactor diode，PN结电容会因外加电压的变化而改变），等等。 限幅电路 R ui D uo ui uo ⑵、限幅电路：限制电压，起保护作用 UR UR 第34页，共62页，编辑于2022年，星期五 * School of Physics, Peking University 第二章 No.* -UZ 6、稳压二极管 ⑴、特性 稳压二极管简称稳压管，正常工作在反向击穿状态。其反向击穿曲线非常陡峭，击穿时管压降几乎不随电流的变化而变化。 ⑵、主要参数 uD iD 0 符号 伏安特性 稳压电压UZ：是稳压管工作在反向击穿时的稳定工作电压； 稳定电流IZ：是稳压管工作在稳压状态时的参考电流值，有一定的 取值范围，即IZmin~IZmax，小于IZmin时稳压效果变坏， 大于IZmax时管子容易烧毁； 动态电阻rZ： 稳压管稳压工作时可以用折线模型等效。 DZ 第35页，共62页，编辑于2022年，星期五 * School of Physics, Peking University 第二章 No.* ⑶、稳压管稳压电路 并联型稳压电路，R为限流电阻。 稳压原理： 当UI变化、负载不变时： R UI DZ I UO RL IO IZ UI UO IZ、 IO I R UO=UI-IR 当UI不变、负载变化时： RL IZ I 几乎不变 UO基本不变 IO 为了让稳压管安全的工作在稳压状态，必须选取合适的R值。 第36页，共62页，编辑于2022年，星期五 * School of Physics, Peking University 第二章 No.* 例