电子元器件第五章二极管.ppt

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1、5.1二极管知识5.2特殊二极管第五章二极管二极管是一种半导体元器件。二极管的主要功能是“单向导电”。实验演示5.1二极管知识一、基础知识1、半导体导电性能介于导体与绝缘体之间的材料称为半导体。1)半导体的特性掺杂性。当往纯净的半导体中掺入少量某些物质,半导体的导电性就会大大增强。热敏型。当温度上升时,半导体的导电能力会增强。光敏性。当有光线照射半导体是,半导体的导电能力也会显著增强。2)半导体的类型本征半导体。纯净的半导体称为本征半导体,它的导电能力是很弱的。N型半导体。在纯净半导体中掺入五价杂质后,半导体中会有大量带负电荷的电子,这种电子偏多的半导体叫

2、做“N型半导体”。P型半导体。在纯净半导体中掺入三价杂质后,半导体中电子偏少,有大量带正电的空穴产生,这种空穴偏多的半导体叫做“P型半导体”。5.1二极管知识一、基础知识2、二极管当P型半导体和N型半导体结合在一起时,P型半导体中的正电荷向N型半导体中扩散,N型半导体中的电子向P型半导体中扩散,于是在P型半导体和N型半导体中间就形成一个特殊的薄层,这个薄层称为PN结,从含有PN结的P型半导体和N型半导体两端各引出一个电极并封装起来就构成了二极管,与P型半导体连接的电极称为正极,与N型半导体连接的电极称为负极。PNPN结当P区接电源的正极,N区接电源的负极,

3、称为正向PN结。反之,则称反向PN结。PNPN结5.1二极管知识1、正向PN结(1)少子注入正向电压使势垒区宽度变窄、势垒高度变低外加电场与内建电场方向相反空间电荷区中的电场减弱破坏扩散与漂移运动间的平衡扩散运动强于漂移运动注入少子注入的少子边扩散边复合PN结(2)正向PN结中载流子的运动电流在N型区中主要由电子携带电流在P型区中主要由空穴携带通过PN结的电流存在电流载体转换的现象P区N区jnjpLnLpPN结2、反向PN结(1)反向PN结的少子抽取反向电压使势垒区宽度变宽势垒高度变高外加电场与内建电场方向相同增强空间电荷区中的电场破坏扩散漂移运动

4、平衡漂移运动强于扩散运动抽取少子LnLpPN结(2)反向PN结中载流子的运动P区N区jpjnLnLpPN结3、PN结击穿的含义PN结反向电压超过某一数值时,反向电流急剧增加的现象称为“PN结击穿”,这时的电压称为击穿电压(VR)VRIV产生击穿的机制热效应隧道效应雪崩效应PN结1)雪崩击穿PN结加大的反向偏压载流子从电场获得能量载流子与晶格碰撞能量足够大时价带电子被激发到导带产生一对电子-空穴新形成的电子、空穴被电场加速,碰撞出新的电子、空穴载流子倍增硅PN结发生雪崩击穿的电场强度为105~106V/cm非破坏性可逆击穿PN结2)隧道击穿反向

5、偏压升高P区价带顶高于N区导带底当势垒区宽度较小P区价带电子按一定几率穿透势垒到达N区导带形成电子空穴对这种效应称“隧道效应”一般:隧道击穿的电压较低,如SiPN结,VB<4.5V雪崩击穿的电压较高,如SiPN结,VB>6.7V非破坏性可逆击穿P+区N+区势垒区ECEVPN结3)热击穿热损耗局部升温电流增加破坏性击穿PN结5.1二极管知识一、基础知识2、二极管二极管内部结构、电路符号和实物外形LED红外光发射管红外光接收管双二极管BAV995.1二极管知识二、性质1、性质当二极管正极与电源正极连接,负极与电源负极连接时,二极管能导通,反之二极管

6、不能导通。二极管单方向导通的性质称为二极管的单向导电性。5.1二极管知识二、性质2、伏安特性曲线1)正向特性二极管加正向电压时不一定能导通,只有正向电压达到门值电压时,二极管才导通。UA称为正向导通电压,又称门电压或阈值电压硅材料二极管的门电压约为0.5~0.7V,锗材料二极管的门电压约为0.2~0.3V。2)反向特性当二极管加较低的反向电压时不能导通,但反向电压达到反向击穿电压时,二极管会反向击穿。5.1二极管知识三、主要参数1、最大整流电流IF:2、最高反向工作电压UR:3、最大反向电流IR:4、最高工作频率fM:5.1二极管知识四、极性判别1、根据标

7、注或外形判断极性5.1二极管知识四、极性判别2、用指针万用表判断极性5.1二极管知识四、极性判别3、用数字万用表判断极性:数字万用表有一个二极管测量档,可以用该档来判断二极管的极性。5.1二极管知识五、检测二极管常见故障有开路、短路和性能不良。二极管检测5.1二极管知识六、二极管型号命名方法第一部分用数字“2”表示主称为二极管;第二部分用字母表示二极管的材料与极性;第三部分用字母表示二极管的类别;第四部分用数字表示序号;第五部分用字母表示二极管的规格号。举例:5.2特殊二极管一、整流二极管整流二极管多用硅半导体材料制成,有金属封装和塑料封装两种。整流二极管

8、是利用PN结的单向导电性能,把交流电变成脉动直流电。补充:普通的直

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