2022-2023学年高二物理竞赛课件：半导体二极管及其基本电路

半导体二极管及其基本电路 北华航天工业学院 2 电路如图（a）所示，判断D的状态（设二极管是理想的） 。 解： 先断开D，求二极管端电压 以O为基准电位，即O点为0V。则接D阳极的电位为-6V，接阴 极的电位为-12V。 导通后，D的压降等于零，即A点的电位就是D阳极的电位。所以，AO的电压值为-6V。 VD = -6V -(-12V) = 6V > 0  D接入时正向导通 半导体二极管及其基本电路 开关电路 北华航天工业学院 3 整流 限幅 例2.4.2（习题2.4.12） 习题2.4.5 习题2.4.6 D导通： vO = vI - vD D截止： vO = 0 D导通： vO = vD D截止： vO = vI 显然，vO 与 vI 的关系由D的状态决定! 半导体二极管及其基本电路 北华航天工业学院 4 半导体的基础知识 PN结的形成及特性 半导体二极管 二极管基本电路及其分析方法 特殊二极管 主要内容 北华航天工业学院 5 (a)符号 (b) 伏安特性 利用二极管反向击穿特性实现稳压。稳压二极管稳压时工作在反向电击穿状态（齐纳击穿）。 半导体二极管及其基本电路 特殊二极管 1. 稳压二极管 北华航天工业学院 6 (1) 稳定电压VZ (2) 动态电阻rZ 在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。 rZ =VZ /IZ (3)最大耗散功率 PZM (4)最大稳定工作电流 IZmax 最小稳定工作电流 IZmin (5)稳定电压温度系数——VZ 半导体二极管及其基本电路 特殊二极管 2. 稳压二极管主要参数 北华航天工业学院 7 正常稳压时 VO =VZ 讨论1：稳压条件是什么？ IZmin ≤ IZ ≤ IZmax 讨论2：不加R可以吗？ 讨论3：上述电路VI为正弦波，且幅值大于VZ ， VO的波形是怎样的？ 稳压原理？ 波形转换图？ 半导体二极管及其基本电路 特殊二极管 3. 稳压电路 北华航天工业学院 8 稳压二极管（齐纳） 变容二极管 光电子器件 1. 光电二极管 2. 发光二极管 3. 激光二极管 反向击穿状态 反向截止，利用势垒电容 反向截止，少子漂移电流 特殊材料，正向导通发光 半导体二极管及其基本电路 北华航天工业学院 9 半导体二极管及其基本电路 北华航天工业学院 27 四月 2023 吉林大学 物理教学中心 当 uR = －uS 时 （无相对运动）， 波源和观察者相互靠近时，由于波源运动使波长变为： 观察者运动使相对观察者的波速变为： 波源和观察者相互远离时 接收到的频率为 27 四月 2023 吉林大学 物理教学中心 (1) S 动B不动 B 动S不动 波对B的速度不是u 本质不同 (2) uB、uS 是对媒质而言，且以相向为正。 水波的多普勒效应（波源向左运动） 27 四月 2023 吉林大学 物理教学中心 （1）测量天体相对地球的视线速度 （2）技术上，测量运动物体的视线速度 红 移：1929年，美国天文学家哈勃发现远处星系元素发出光的特征频率比地球上的略低，说明这些星系正在离我们远去，宇宙在膨胀之中。解释是，宇宙有一个大爆炸的开始，自此以后，宇宙就处于膨胀之中。人们把这种红移叫作宇宙膨胀的多普勒红移。 如飞机接近雷达的速度、汽车的行驶速度、人造卫星的跟踪、流体的流速。 A D V O 3k (a) V iD D R   vO   vI iD + vO R + ( vI ( vO ( + R + ( D vi VREF + R IO RL - VO - IR + VI IZ DZ k + ( a k a k a k a $