半导体二节管及其应用详细介绍

半导体二节管及其应用详细介绍

2.3.1 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。

点接触二极管的结构示意图

(2) 面接触型二极管—PN结面积大，用于工频大电流整流电路。

面接触型

(3) 平面型二极管—往往用于集成电路制造工艺中。PN 结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。

平面型

2.3.2 半导体二极管的伏安特性曲线

　　半导体二极管的伏安特性曲线如图01.12所示。处于第一象限的是正向伏安特性曲线，处于第三象限的是反向伏安特性曲线。根据理论推导，二极管的伏安特性曲线可用下式表示

式中IS 为反向饱和电流，V 为二极管两端的电压降，VT =kT/q 称为温度的电压当量，k为玻耳兹曼常数，q 为电子电荷量，T 为热力学温度。对于室温（相当T=300 K），则有VT=26 mV。

二极管的伏安特性曲线

 

(1) 正向特性

　　当V＞0即处于正向特性区域。正向区又分为两段：

　　当0＜V＜Vth时，正向电流为零，Vth称为死区电压或开启电压。

　　当V＞Vth时，开始出现正向电流，并按指数规律增长。

　　硅二极管的死区电压Vth=0.5 V左右，

　　锗二极管的死区电压Vth=0.1 V左右。

(2) 反向特性

　　当V＜0时，即处于反向特性区域。反向区也分两个区域：

　　当VBR＜V＜0时，反向电流很小，且基本不随反向电压的变化而变化，此时的反向电流也称反向饱和电流IS 。

　　当V≥VBR时，反向电流急剧增加，VBR称为反向击穿电压 。

反向特性

　　在反向区，硅二极管和锗二极管的特性有所不同。硅二极管的反向击穿特性比较硬、比较陡，反向饱和电流也很小；锗二极管的反向击穿特性比较软，过渡比较圆滑，反向饱和电流较大。

　　从击穿的机理上看，硅二极管若|VBR|≥7V时,主要是雪崩击穿；若|VBR|≤4V时, 则主要是齐纳击穿。当在4V～7V之间两种击穿都有，有可能获得零温度系数点。

.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。

点接触二极管的结构示意图

(2) 面接触型二极管—PN结面积大，用于工频大电流整流电路。

面接触型

(3) 平面型二极管—往往用于集成电路制造工艺中。PN 结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。

平面型

2.3.2 半导体二极管的伏安特性曲线

　　半导体二极管的伏安特性曲线如图01.12所示。处于第一象限的是正向伏安特性曲线，处于第三象限的是反向伏安特性曲线。根据理论推导，二极管的伏安特性曲线可用下式表示

式中IS 为反向饱和电流，V 为二极管两端的电压降，VT =kT/q 称为温度的电压当量，k为玻耳兹曼常数，q 为电子电荷量，T 为热力学温度。对于室温（相当T=300 K），则有VT=26 mV。

二极管的伏安特性曲线

 

(1) 正向特性

　　当V＞0即处于正向特性区域。正向区又分为两段：

　　当0＜V＜Vth时，正向电流为零，Vth称为死区电压或开启电压。

　　当V＞Vth时，开始出现正向电流，并按指数规律增长。

　　硅二极管的死区电压Vth=0.5 V左右，

　　锗二极管的死区电压Vth=0.1 V左右。

(2) 反向特性

　　当V＜0时，即处于反向特性区域。反向区也分两个区域：

　　当VBR＜V＜0时，反向电流很小，且基本不随反向电压的变化而变化，此时的反向电流也称反向饱和电流IS 。

　　当V≥VBR时，反向电流急剧增加，VBR称为反向击穿电压 。

反向特性

　　在反向区，硅二极管和锗二极管的特性有所不同。硅二极管的反向击穿特性比较硬、比较陡，反向饱和电流也很小；锗二极管的反向击穿特性比较软，过渡比较圆滑，反向饱和电流较大。

　　从击穿的机理上看，硅二极管若|VBR|≥7V时,主要是雪崩击穿；若|VBR|≤4V时, 则主要是齐纳击穿。当在4V～7V之间两种击穿都有，有可能获得零温度系数点。