t
UREF+Uon=3.5 V
I

O

(c)
(d)
{end}
(1-44)
应用举例——补充
3. 脉冲识别电路
ui uR ui R uR RL uo uo
请同学自己分析教科书
例 1.2.1
(1-45)
t
t
t
•1.3 电路如图P1.3所示，已知ui＝10sinω t(v)，试画出ui与uO的波形。
iD
VDD iD +
VDD
+ Uon rD
（硅二极管典型值） Uon 0.5 V
设 rD 0.2 k
D
UD
D

D


VDD Uon ID 0.931mAU D Uon I DrD 0.69 V R rD
(1-40)
二极管的近似分析计算
例： R 1kΩ I 恒压源模型 R E 10V 理想二极管模型 R E 0.7V 10V
(1-39)
应用举例——补充
1. 二极管的静态工作情况分析
VDD=10V 情况分析（R=10k）
理想模型
U D 0 V I D VDD / R 1 mA
恒压模型
I D (VDD U D ) / R 0.93 mA
折线模型
（硅二极管典型值） U D 0.7 V
VDD iD +
二极管的结构示意图
(a)点接触型
(1-26)
(2) 面接触型二极管
PN结面积大，用 于工频大电流整流电路。
往往用于集成电路制造 艺中。PN 结面积可大可小， 用于高频整流和开关电路中。
(b)面接触型
(3) 平面型二极管
阳极 阴极 引线 引线
(4) 二极管的代表符号
阳极 a k 阴极
P N P 型支持衬底
(1-15)
PN结处载流子的运动
漂移运动 P型半导体 内电场E 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。
(1-12)
杂质半导体的示意图表示法
－ － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － －
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
P型半导体
N型半导体
(1-13)
内容回顾： 1.扩散定理 2.电场概念
P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。 + + + + + +
扩散的结果是使空间电 荷区逐渐加宽，空间电 荷区越宽,内电场越强。 扩散运动
(1-35)
一、由伏安特性折线化得到的等效电路 1. 理想模型 2. 恒压降模型 3. 折线模型
Uon
Uon
硅管：U D 0.7V ; 锗管：U D 0.2V .
(1-36)
工程上： 二极管的应用举例
R iD + vD
导通压降: 硅管0.7V,锗管0.2V。
-
(1-37)
例题 1.2.1 已知二极管导通电压为0.7V。试分 别估算开关断开和闭合时输出电压的数值。 解： 当开关断开时，输出电压为
空穴
+4
+4
+3
+4
硼原子
(1-10)
P型半导体
P型半导体中空穴是多子，电子是少子。物理模型为：
－ － － － － －
－ － － － － － － － － － － － － － － － － －
(1-11)
1.1.3 PN结
一. PN 结的形成
在同一片半导体基片上，分别制造P 型半导体和N型半导体，经过载流子的扩 散，在它们的交界面处就形成了PN结。
(d) 代表符号
(c)平面型
(1-27)
1.2.2 二极管的伏安特性
(1-28)
伏安特性
800C
200C
I
SI
死区电压: 硅 管0.5V,锗管 0.1V。
UBR
反向击穿电 压U(BR)
Uon
U
GE
(1-29)
(1-30)
(1-31)
(1-32)
1.2.3 二极管的主要参数
(1) 最大整流电流IF
kT UT q
IS 为反向饱和电流， q为电子的电量，k为玻尔 兹曼常数，T为热力学温度。常温下 UT 约为26mv。
(1-20)
*四. PN结的电容效应 在一定条件下，PN结具有电容效应， 主要由两部分组成： 势垒电容CB和扩散电容CD。
(1-21)
PN结高频小信号时的等效电路： rd
势垒电容和扩散 电容的综合效应
(1-22)
§1.2 半导体二极管 半导体二极管图片
(1-23)
(1-24)
{end}
(1-25)
1.2.1 半导体二极管的结构
在PN结上加上引线和外壳，就成为一个二极 管。二极管按结构分有点接触型、面接触型和平 PN结面积小，结电 面型三大类。 容小，用于检波和变频等
高频电路。
(1) 点接触型二极管
(1-8)
N型半导体
N型半导体中的载流子是什么？
自由电子称为多数载流子（多子），由于掺 入少量的五价元素形成的。空穴称为少数载流 子（少子），由于热激发产生的。物理模型为：
+ + + + + + + + + + + + + + + + + +
+ + + + + +
(1-9)
P型半导体
在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼（或 铟）。
(1-5)
半导体的导电机理不同于其它物质，所 以它具有不同于其它物质的特点。比如： 热敏性、光敏性、掺杂性。 当受外界热和光的作用时，它的导 电能力明显变化。 往纯净的半导体中掺入某些杂质， 会使它的导电能力明显改变。
(1-6)
1.1.3 杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量的杂质， 就会使半导体的导电性能发生显著变化。
PN结处载流子的运动
漂移运动 内电场E N型半导体
－ － － － － －
－ － － － － － － － － － － － － － － － － －
+ + + + + +
+ + + + + + + + + + + + + + + + + +
空间电荷区
扩散运动
(1-14)
PN结处载流子的运动
漂移运动 P型半导体 内电场E N型半导体
E
1kΩ
I
1kΩ I
10V
测量值 9.32mA
Байду номын сангаас
(10 0.7)V I 9.3mA 1K
I
10 V 10 mA 1K
相对误差

9.32 9.3 100 0 0 0.2 0 0 9.32
相对误差

10 9.32 100 0 0 7 0 0 9.32
二极管的模型
•设二极管正向导通电压可忽略不计。
图P1.3
解图P1.3
(1-46)
1.4 电路如图P1.4所示，已知ui＝5sinωt (V)，二极管导通电压UD＝0.7V。 试画出ui与uO的波形，并标出幅值。
图P1.4
解图P1.4
(1-47)
课程回顾
1. 学习方法
概念清楚 重点突出 熟练掌握：作业题和典型例题
NmA量级） （
外电场
内电场
(1-18)
PN结反向偏置 变厚
－ + + + + 内电场被被加强， 多子的扩散受抑 制。少子漂移加 强，但少子数量 有限，只能形成 + 较小的反向电流。 （uA量级）
_ P
－ － －
N
内电场 外电场
(1-19)
三. PN结的伏安特性 在PN结的两端加 上电压后，通过PN结 的电流I随两端的电 压V变化的曲线－伏 安特性
v D i D
根据 iD I S (e vD / VT 1)
得Q点处的微变电导
1 diD gd rd dvD
则 rd