2022-2023学年高二物理竞赛课件：特殊二极管：稳压二极管

特殊二极管：稳压二极管 特殊二极管：稳压二极管 第二节：半导体二极管的工作原理及特性 正常情况下，工作于反向击穿区。反向电流在很大范围内变化时，端电压变化很小，从而具有稳压作用 反向击穿电压 最小允许电流 最大允许电流 动态电阻： 稳压管在使用时应串接限流电阻以保证反向电流值在合适范围内 特殊二极管：其它类型 第二节：半导体二极管的工作原理及特性 变容二极管：在高频电路中应用较多 肖特基二极管：内部为金属半导体结，也具有单向导电性 工作速度快 正向导通电压较低，反向击穿电压较低 体电阻较小 光电子器件(一) 第二节：半导体二极管的工作原理及特性 原理：半导体材料的光电转换性质 发光二极管：将电能转换为光能的器件 光敏(电)二极管：将光能转换为电能的器件 光电耦合器：可实现信号的光传输 也可在两者之间使用光纤连接 光电子器件(二) 第二节：半导体二极管的工作原理及特性 激光二极管：效率高，产生的是准直单色光束 二极管的等效电阻：静态电阻 第三节：半导体二极管电路 由二极管、线性元件和独立电源构成的电路称为二极管电路，属于非线性电路 当电路中只有直流电源、没有信号源时，二极管对外呈现的直流电阻称为静态电阻 当管子的工作电流和电压都确定后就在特性曲线上确定了静态(直流)工作点Q 二极管的等效电阻：动态电阻 第三节：半导体二极管电路 动态电阻：微变电阻或交流电阻。表示小信号工作情况下，交流电流与交流电压的变化关系 温度的电压当量 工作点电流 例题 假设用万用表的R×10档测得某二极管的正向电阻为200ohm，若改用R×100档测同一个二极管，则测得的结果将比200ohm大还是小，还是正好相等，为什么? 第三节：半导体二极管电路 模型的基本概念 能够近似表征器件特性的图表、曲线、函数表达式，或者由基本电路元件构成的电路都可以称为器件的模型 第三节：半导体二极管电路 用数学表达式来表征器件特性的模型称为数学模型；用基本电路元件（如电阻、电容、电感）以及独立电源和受控源构成的模型，称为器件的网络模型 器件模型的精度越高，模型的结构越复杂，要求的模型参数也越多，分析电路时计算量就越大 二极管的模型 第三节：半导体二极管电路 数学模型 理想化模型 恒压降模型 分段线性模型 交流小信号模型 采用模型法分析二极管应用电路 第三节：半导体二极管电路 根据电路的具体情况选择合适的二极管模型，从而把非线性电路转化为线性电路并采用线性电路的分析方法进行分析计算 对于直流电路和大信号工作电路，通常采用理想模型或者恒压降模型进行分析 对于既有直流电源又有小信号源的电路，一般首先利用恒压降模型进行静态分析，估算电路的Q点；然后根据Q点计算出交流电阻；再用小信号模型法进行动态分析，求出小信号作用下的交流电压、电流；最后，将交流量与静态值相叠加，得到完整的结果 例题 第三节：半导体二极管电路 下图中， ，二极管导通电压Vth=0.7V，信号电压 ，求输出电压的值并画出其波形 正极（阳极） 负极（阴极） 正极（阳极） 负极（阴极） 从金属侧引出 从半导体侧引出 输入 输出 P-型 N-型 光活性半导体 抛光面 G $