单向导电性愈好 。
• 最高工作频率fM ：当频率大到一定程度时，二极管的单向导
电性将明显地变差。
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二极管应用问题
• 种类、型号选择－－查器件手册。 • 正负极判断（P72 3.3.2）
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3.4 二极管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方法 3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法
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3.2.1 载流子的漂移与扩散
漂移运动： 在电场作用引起的载流子的运动称为漂移运动。
扩散运动： 由载流子浓度差引起的载流子的运动称为扩散运
动。
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3.2.2 PN结的形成
（1）两边的浓度差引起载流子的扩散运动 （2）复合形成内电场：阻挡扩散，促使漂移
（3）扩散和漂移动态平衡：PN结（空间电荷区、耗尽层、势垒区）
• 半导体的正负电荷数是相等的,他们的作用互相 抵消,因此保持电中性。
• 掺杂产生的是多子，本征激发产生的是少子。
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3.2 PN结的形成及特性
3.2.1 载流子的漂移与扩散 3.2.2 PN结的形成 3.2.3 PN结的单向导电性 3.2.4 PN结的反向击穿 3.2.5 PN结的电容效应*
3.1 半导体的基本知识 3.2 PN结的形成及特性 3.3 半导体二极管 3.4 二极管基本电路及其分析方法 3.5 特殊二极管
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3.1 半导体的基本知识
半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间，当受
外界光和热刺激或加入微量掺杂,导电能力显著增加。
典型的半导体材料
元素 化合物 掺杂元素
（b）电路模型
特别注意： ▪ 小信号模型中的微变电阻rd与静态工作点Q有关。
本节中的有关概念
• 半导体材料－本征半导体结构－半导体掺杂 • 半导体的导电机制－自由电子、空穴 • 掺杂半导体－N型半导体、P型半导体 • 多数载流子（多子）、少数载流子（少子）
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小结
• P型半导体中含有受主杂质，在室温下，受主 杂质电离为带正电的空穴和带负电的受主离子。
• N型半导体中含有施主杂质，在室温下，施主 杂质电离为带负电的电子和带正电的施主离子。
硅（Si）、锗（Ge）
砷化镓（GaAs） 硼（B）、磷（P）
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本征半导体
本征半导体——化学成分纯净（99.99999％）的
半导体单晶体。须在单晶炉中提炼得到。它在物 理结构上呈单晶体形态, 绝对零度时，价电子无 法挣脱本身原子核束缚，此时本征半导体呈现绝
缘体特性。
本征半导体的导电机制： 本征激发＋外电场使自由电子导电
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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，而图解
分析法则较简单，但前提条件是已知二极管的V -I 特
性曲线。
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例3.4.1 电路如图所示，已知二极管的V-I特性曲线、电源VDD 和电阻R，求二极管两端电压vD和流过二极管的电流iD 。
3.3.3 二极管的主要参数
• 最大整流电流（平均值）IF：是指管子长期运行时允许通过
的最大正向平均电流，电流太大会烧坏。如2AP1最大整流电流为 16mA。
• 反向击穿电压 VBR和最大反向工作电压VRM :VRM约为击穿
电压的一半 。
• 反向电流IR：指管子未击穿时的反向电流,其值愈小,则管子的
（1）理想模型
在实际电路中,当电源电压远比二极管 的管压降大时,利用此法是可行的。
（a）V-I特性 （b）代表符号 （c）正向偏置时的电路模型 （d）反向偏置时的电路模型
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3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法
1.二极管V-I 特性的建模
（2）恒压降模型
（3）折线模型
典型值是0.7V （只a）有V当-I特二性极（管b）的电电路模流型iD 近似等于或大于1mA时 2021才/3/8是正确的。
• PN结反ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ时，仅有很小的反向漂移电流， 呈现高电阻。 PN结截止
∴ PN结具有单向导电性。
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3.3 半导体二极管
3.3.1 半导体二极管的结构 3.3.2 二极管的伏安特性 3.3.3 二极管的主要参数
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半导体二极管图片
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二极管的代表符号
阳极 a
k 阴极
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杂质半导体
杂质半导体：为了提高半导体的导电能力，人为掺入某
些微量的有用元素作为杂质，称为杂质半导体。在提炼单 晶的过程中一起完成。掺杂是为了显著改变半导体中的自 由电子浓度或空穴浓度，以明显提高半导体的导电性能。
三价元素掺杂——P 型半导体 五价元素掺杂——N 型半导体
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解：即由i电D路的R 1KvVDL方R 1程V，DD 可是得一i条D 斜V率DD为R-v1D/R的直线，称为负载线 2Q021的/3/8坐标值（VD，ID）即为所求。Q点称为电路的工作点
3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法
1.二极管V-I 特性的建模
将指数模型 iDIS(e分vD段VT线性1)化，得到二极管特性的 等效模型。
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二极管的伏安特性及电流方程
i f (u)
v
击穿
iIS(eV T1) (常温 V 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
反向饱 开启 和电流 电压
反向饱和电流 1µA以下 几十µA
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3.2.3 PN结的单向导电性
• 外加电压才显示出来 • 外加正向电压： P 区接电源正极，或使 P 区的
电位高于N 区。P(＋) N(－)
• 外加反向电压 ： N 区接电源正极，或使得 N 区
的电位高于 P 区。P(－) N(＋)
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PN结的单向导电性
• PN结正偏时，具有较大的正向扩散电流， 呈现低电阻； PN结导通
Vth约为0.5V；
（arD ） V-0I特.71性m 0（A .5b）电2路0模 0型
3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法
1.二极管V-I 特性的建模
（4）小信号模型
过Q点的切线可以等效成
一个微变电阻
即
rd
vD iD
常温下（T=300K）rd
VT ID
26(mV) ID(mA)
（a）V-I特性