(1)整流电压平均值Uo(2)整流电流平均值Io(3)流过二极管电流平均值ID(4)二极管的最高反向电压URm整流二极管的选择:平均电流ID与最高反向电压URm是选择整流二极管的主要依据。IF?ID,UR?URm第62页,共89页,星期日,2025年,2月5日▲电路及工作原理(2)单相桥式整流电路u1D4D2D1D3RLuou2+-+-+-aTbu2正半周:Va>Vb,uo=u2D1和D3导通,第63页,共89页,星期日,2025年,2月5日PN结方程PN结正偏时,如果VVT几倍以上,上式可改写为:即I随V按指数规律变化。 PN结反偏时,如果│V│VT几倍以上,上式可改写为:其中负号表示为反向。第30页,共89页,星期日,2025年,2月5日4.PN结的击穿特性 如图所示,当加在PN结上的反向电压增加到一定数值时,反向电流突然急剧增大,PN结产生电击穿—这就是PN结的击穿特性。 发生击穿时的反偏电压称为PN结的反向击穿电压VBR。 PN结被击穿后,PN结上的压降高,电流大,功率大。当PN结上的功耗使PN结发热,并超过它的耗散功率时,PN结将发生热击穿。这时PN结的电流和温度之间出现恶性循环,最终将导致PN结烧毁。热击穿——不可逆雪崩击穿齐纳击穿电击穿——可逆第31页,共89页,星期日,2025年,2月5日二极管处于反向偏置时,在一定的电压范围内,流过PN结的电流很小,但电压超过某一数值时,反向电流急剧增加,这种现象我们就称为反向击穿。
?击穿形式分为两种:雪崩击穿和齐纳击穿。齐纳击穿:高掺杂情况下,耗尽层很窄,宜于形成强电场,而破坏共价键,使价电子脱离共价键束缚形成电子-空穴对,致使电流急剧增加。?*击穿并不意味着PN结烧坏。第32页,共89页,星期日,2025年,2月5日雪崩击穿:如果搀杂浓度较低,不会形成齐纳击穿,而当反向电压较高时,能加快少子的漂移速度,从而把电子从共价键中撞出,形成雪崩式的连锁反应。
?对于硅材料的PN结来说,击穿电压〉7v时为雪崩击穿,4v时为齐纳击穿。在4v与7v之间,两种击穿都有。这种现象破坏了PN结的单向导电性,我们在使用时要避免。
第33页,共89页,星期日,2025年,2月5日5.PN结的电容效应PN结除了具有单向导电性外,还有一定的电容效应。按产生电容的原因可分为:势垒电容CB,扩散电容CD。第34页,共89页,星期日,2025年,2月5日(1)势垒电容CB势垒电容是由空间电荷区的离子薄层形成的。当外加电压使PN结上压降发生变化时,离子薄层的厚度也相应地随之改变,这相当PN结中存储的电荷量也随之变化,犹如电容的充放电。势垒电容的示意图如下图。势垒电容示意图第35页,共89页,星期日,2025年,2月5日(2)扩散电容CD扩散电容是由多子扩散后,在PN结的另一侧面积累而形成的。因PN结正偏时,由N区扩散到P区的电子,与外电源提供的空穴相复合,形成正向电流。刚扩散过来的电子就堆积在P区内紧靠PN结的附近,形成一定的多子浓度梯度分布曲线。扩散电容示意图反之,由P区扩散到N区的空穴,在N区内也形成类似的浓度梯度分布曲线。扩散电容的示意图如图所示。第36页,共89页,星期日,2025年,2月5日扩散电容CD当外加正向电压不同时,扩散电流即外电路电流的大小也就不同。所以PN结两侧堆积的多子的浓度梯度分布也不同,这就相当电容的充放电过程。势垒电容和扩散电容均是非线性电容。扩散电容示意图PN结在反偏时主要考虑势垒电容。PN结在正偏时主要考虑扩散电容。第37页,共89页,星期日,2025年,2月5日§5.3半导体二极管及其应用半导体二极管的结构类型半导体二极管的伏安特性曲线半导体二极管的参数半导体二极管的温度特性半导体二极管的型号稳压二极管半导体二极管及其分析方法第38页,共89页,星期日,2025年,2月5日5.3.1半导体二极管的结构类型在PN结上加上引线和封装,就成为一个二极管。二极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型三大类。它们的结构示意图如下图所示。(1)点接触型二极管—PN结面积小,结电容小,用于检波和变频等高频电路。点接触型二极管的结构