从零开始学模拟电子技术（读书笔记）

第一章 二极管基本电路

第一节 半导体的基本知识

自然界的物质根据其导电能力，可以分为导体，绝缘体，半导体

半导体的特性

1：光敏特性。2：热敏特性。3：掺杂特性。

由原子结构理论得知，原子最外层电子达到8个的时候呈现比较稳定的状态，因此两个相邻原子价电子必须成对地存在。这一对价电子同时受两个原子核的束缚，为他们所共有，称为共价键。由于共价键的存在原子核最外层相当于有8个电子，比较稳定。因此本征半导体不易导电，但是当共价键上的电子受到了一定的温度，光的照射或者掺杂一些杂质的情况下，共价键上的少数电子获得足够的能量，就会挣脱原子核的束缚称为自由电子参加导电。

N型半导体：在半导体中加入微量的五价元素，就是N型半导体，这样外层电子就多余一个，在常温下就可以脱离原子称为自由电子，因为自由电子的数量很多，这种半导体主要靠电子导电，因此称为电子型半导体，简称N型半导体。

P型半导体：在半导体材料中加入三价元素，这样使得半导体中缺一个价电子，即出现一个空穴，这个空穴容易被邻近的价电子填补，逐个形成空穴并且逐个填补，空穴相当于带正电的粒子，这种半导体主要靠空穴导电，因而称为空穴型半导体，简称P型半导体。

PN结：将P型半导体和N型半导体结合在一起，这样就是PN结，PN结是晶体二极管和三极管等半导体器件的基本结构，晶体管是由一个PN结组成的，三极管是由两个PN结组成的。

PN结单向导电特性：

1：PN结加正向电压，将P区接电池正极，N区接电池负极，这种接法叫做PN接正向连接或正向偏置，简称正偏。正向接法的时候，外电场的方向与PN结中内电场的方向相反，因而削弱了内电场，此时在外电场的作用下，P区中的空穴向右移动，与空间电荷区内的一部分负离子中和，N区中点电子向左移动，与空间电荷区内的一部分正离子中和，结果使空间电荷区的宽度变窄，最后形成一个较大的回路电流I，其方向在PN结中是由P区流向N区。

2：将N区接电池的正极，P区接电池的负极，这种接法叫做PN结反向连接或反向偏差，简称反偏。

第二节 普通二极管及其应用

半导体二极管由一个PN结加两个引线电极组成，从P区引出线为二极管正极（阳极），从N区引出线为二极管负极

二极管最重要的特性就是单方向导电性，它可以用加在二极管两端的电压和流经二极管电流的关系（简称伏安特性）来说明。

下图为硅二极管伏安特性曲线，横轴表示二极管两端电压，纵轴表示流经二极管电流。图中曲线可分为以下三个部分，

1：正向特性   

二极管两端加正向电压就产生正向电流，正向电流只有在正向电压大于0.5V（对于锗二极管是0.2V）以后才产生，超过0.5V以后只要电压稍稍升高一点就会引起电流急剧增大。通常情况下，硅二极管正向电压不会超过0.7V（锗二极管正向电压不会超过0.3V）。由正向特性曲线还可以看到：曲线AB之间是弯曲的，我们称它为非线性区，BC之间的曲线较直，我们称它为线性区。

2：反向特性

当二极管加反向电压时，反向电流很小，而且当反向电压超过零点几伏以后，反向电流不在随反向电压的增大而增大，即达到饱和，这个电流称为反向饱和电流，一般用符号I表示，OD段为二极管反向特性曲线段。

3：反向击穿特性

当二极管反向电压增加到某一数值时，反向电流急剧增大，如图DE段。若反向电流增大到某一数值，二极管将发生热击穿，热击穿的发生将意味着二极管永久性损坏，只要注意控制反向电流数值，不使其过大，当反向电压降低时，二极管的性能可能恢复正常。从二极管的反向击穿特性区可以看出，在反向击穿区，电压基本稳定，而电流变化却很大，即具有稳压特性，这时只要有效地防止二极管发生热击穿，二极管的危险区就成为稳压管的工作区，稳压管就是依据这一理论制造出来的。

二极管的主要参数

最大整流电流：最大整流电流是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值

最高反向工作电压：加在二极管l两端的反向电压高到一定值时，会将二极管击穿，失去单向导电能力。

反向电流：反向电流是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下，流过二极管的反向电流。反向电流越小，二极管的单方向导电性能越好。

最大整流电流下的正向电压降：当正向电流流过二极管时，二极管两端就会产生电压降。在一定的正向电流下，二极管的正向压降越小越好。

最高工作频率：由于PN结存在结电容和扩散电容，二极管最高工作频率受到限制。因此，各型号的二极管都规定了最高工作频率，在选用或更换二极管时，要使二极管的最高工作频率高于实际使用的工作频率。

普通二极管基本应用电路

1：二极管整流电路

二极管整流电路

二极管整流电路的作用是将交流电转换成直流电