二极管工作上限频率。
6、反向恢复时间TRR
二极管由正向导通过渡到反向截止时所需的时间。
思考题：3.3.2 （P72） 3.3.3 3.3.4
§3.4 二极管的基本电路 及其分析方法
3.4.1 简单二极管电路的图解分析法
( P73 自学了解)
3.4.2 二极管电路的简化模型分析法（P74）
一、 二极管V-I特性的建模：
3. 工作波形
2U
t
2U
u 正半周，Va>Vb，二极 管 1、3 导通，2、4 截止 。 u 负半周，Va<Vb，二极 管 2、4 导通，1、3 截止 。
§3.5
特殊二极管
§3.1半导体基本知识

半导体器件特点： 体积小、重量轻、使用寿命长、输入功率小、 功率转换效率高。
3.1.1 半导体材料：（Semiconductor materials)
10-3 导体
如金属等
10+9
半导体
绝缘体
如橡胶、塑料等
ρ(Ω-cm )
典型半导体：硅Si、锗Ge、砷化镓GaAs等
Si Si
1. N型半导体
硅(锗) +磷 N型半导体
五价杂质原子只有四个 p+ 价电子能与周围四个半导体 Si Si 原子中的价电子形成共价键 多余的一个价电子因 无共价键束缚而很容易形 失去一个电子 磷原子 变为正离子 成自由电子。 在N型半导体中自由电子是多数载流子，它主要由杂质原 子提供；空穴是少数载流子, 由热激发形成。 提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子， 因此五价杂质原子也称为施主杂质。
b2
b1
a2 a1
D导通
参考点 D2导通、 D1截止
D2优先导通 D1截止
v Ao =-15V
v Ao =0V
v Ao =－4V
Eg.3 限幅电路：(P80)
R +
vI
D 3V
+
vo
–
已知： vI 6sin tV 二极管是理想的，试画 出 uo 波形。
思考：若用恒压降模 型分析二极管，输出 波形应为什么？
iD
VBR O
D
3.2.5 PN结电容效应 （P66自学 了解） 反向击穿段
§3.3 二极管（Diode)
3.3.1 二极管结构:
一 、符号： 阳极+ -阴极
阳极+
-阴极
二、 结构： （1）点接触型二极管： （2）面接触型二极管： （3）平面型二极管： 具体型号及参数参见P72 表3.3.1
3.3.2 伏安特性（V-I特性）(P70)
§3.1
半导体基本知识
3.1.4 杂质半导体 杂质半导体的示意表示法 P型半导体
－ － － － － －
－ － － － － － － － － － － － － － － － － －
N型半导体
+ + + + + +
+ + + + + + + + + + + +
+ + + + + +
§3.2 3.2.1
PN结的形成及特性 载流子的漂移与扩散
特点：非线性 反向击穿 电压VBR
iD
正向特性
P
+
–
N
导通压降 vD
硅0.7V,
锗0.2V。
反向电流 在一定电压 范围内保持 常数。
P
–
+N
硅管0.5V, 死区电压 锗管0.1V。 外加电压大于死区 电压二极管才能导通。
反向特性
外加电压大于反向击 穿电压二极管被击穿， 失去单向导电性。
3.3.3 二极管主要参数（P71 自学 熟悉）
半导体的导电特性：
热敏性： 当环境温度升高时，导电能力显著增强。 (可做成温度敏感元件，如热敏电阻) 光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化。 (可做成各种光敏元件，如光敏电阻、 光敏二极管、光敏三极管等)。 掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电 能力明显改变。 (可做成各种不同用途的半导体器件， 如二极管、三极管和晶闸管等）。
1、 最大整流电流IF
二极管长期连续工作时，允许通过二极管的最大正 向平均电流。
2、反向击穿电压VBR
二极管反向电流急剧增加时对应的反向电压值。 最高反向工作电压约为1/2 VBR 3、反向电流IR
在室温及规定的反向电压下的反向电流值。 硅管：(<0.1 A)； 锗管：(<几十A)。
4、结电容Cd 反映二极管中PN结结电容效应的参数。在高频 和开关状态时运用时必须考虑。 5、最高工作频率fM
vi 6V 3V
–
t 若是双限幅电路又待
怎样？见P97 3.4.9
二极管阴极电位为 3 V vI > 3V，二极管导通，可看作短路 vo = 3V vI < 3V，二极管截止，可看作开路 vo = vI
Eg.4 全波整流电路（P97 题3.4.2）
1. 电路结构 a 4 1 + u －– 3 2 b
2. 工作原理
io
+ uo RL – －
u
3. 工作波形
2U
t
2U
u 正半周，Va>Vb，二 极管 D1、 D3 导通， D2、 D4 截止 。
Eg.4 全波整流电路（P97 题3.4.2）
1. 电路结构 a 1 －+ 4 u – 3 2 b
2. 工作原理
io + uo RL – －
u
3.1.2
半导体的共价键结构 Si
1、Si、Ge的原子结构
价电子： 最外层上的电子，决定了 物质的化学特性和导电性； Ge 惯性核 简化模型
锗原子
硅原子
§3.1 3.1.2
半导体基本知识 半导体的共价键结构
2、共价键
共价键
+4
+4表示 惯性核
+4
共用电子对
+4
+4
硅和锗的晶体结构
3.1.3 本征半导体、空穴及其导电作用 完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征 半导体。
－ － － － － － － － － － － －
+ + + + + +
+ + + + + +
扩散运动
§3.2
PN结的形成及其特性
漂移运动
P型半导体 － － － － － － － － － － － －
内电场E
N型半导体
+ + + + + + + + + + + + 内电场越强，就使漂 移运动越强，而漂移 + + + + + + 使空间电荷区变薄。 + + + + + +
第三章 二极管及其基本电路(P54)
基本要求： 1 了解半导体器件内部物理过程； 2 理解二极管工作原理、主要参数、使 用方法； 3 掌握二极管外特性、二极管基本应用 电路及其分析方法。
第三章
§3.1 §3.2 §3.3 §3.4
二极管及其基本电路
半导体的基本知识 PN结的形成及特性 二极管 二极管的基本电路及其分析方法
价电子 Si Si
Si 共价健 晶体中原子的排列方式
Si
硅单晶中的共价健结构
共价键中的两个电子，称为价电子。
自由电子
本征半导体的导电机理
Si
Si
Si
Si
价电子在获得一定能量 （温度升高或受光照）后， 即可挣脱原子核的束缚， 成为自由电子（带负电）， 同时共价键中留下一个空 位，称为空穴（带正电）。
－ － － － － － － － － － － －
扩散的结果是使空间电 荷区逐渐加宽，空间电 荷区越宽。
扩散运动
3.2 3.2.2
PN结的形成及其特性 PN结的形成
漂移运动
内电场E
P型半导体 － － － － － － － － － － － －
N型半导体
－ － － － － － － － － － － －
所以扩散和漂 + + + + + + 移这一对相反 + + + + + + 的运动最终达 到平衡，相当 + + + + + + 于两个区之间 没有电荷运动， + + + + + + 空间电荷区的 厚度固定不变。
4 小信号模型: ( P76 自学、了解)
二极管电路分析举例
导通 截止 若二极管是理想的，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。
定性分析：判断二极管的工作状态
否则，正向管压降
硅0.7V 锗0.2V
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
自由电子和空穴都称为载流子。
自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合 在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡， 半导体中载流子便维持一定的数目。
注意： 1. 本征半导体中载流子数目极少，其导电性能很差； 2. 温度愈高， 载流子的数目愈多，半导体的导电性能 也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。