模拟电子技术 二极管电路 个人笔记

在学，就是一点点笔记，有错误的话，望请大佬指正，非常感谢。

二极管结构与伏安特性

二极管的结构

将PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。

二极管的分类

1. 按材料分：
   有硅二极管、锗二极管和砷化镓二极管等。
2. 按用途分：
   有整流、稳压、开关、发光、光电、变容、阻尼等二极管。
3. 按封装形式分：
   有塑封及金属封等二极管。
4. 按功率分：
   有大功率、中功率及小功率等二极管。
5. 按结构不同
   点接触型：适用于高频检波和数字电路开关。
   面接触型：适用于整流
6. 掺杂质浓度不同
   对称PN型、P+N型、PN+型

二极管的伏安特性及参数

不同电压

二极管两端加正向电压时就产生正向电流当正向电压较小时

死区电压/门槛电压/阈值电平

正向电流极小（几乎为零）这一部分称为死区，相应的A（A’）点的电压称为死区电压或门槛电压（也称阈值电压），硅管约为0.5V，锗管约为0.2V，如图中OA（OA’）段。

硅管约为0.5V，锗管约为0.2V。

当正向电压超过门槛电压时

正向导通压降

正向电流就会急剧地增大，二极管呈现很小电阻而处于导通状态。这时硅管的正向导通压降约为0.6 ~ 0.7V锗管约为0.2 ~ 0.3V，如图中AB（A’B’）段。

硅管的正向导通压降约为0.6~0.7V，锗管约为0.2~0.3V。

极管两端加上反向电压时

反向饱和电流/反向漏电流

在开始很大范围内，二极管相当于非常大的电阻，反向电流很小，且不随反向电压而变化。此时的电流称之为反向饱和电流$l_R$，见图中OC（OC’）段。

反向漏电流很小，μA级

二极管反向电压加到一定数值时

反向击穿电压$V_{(BR)}$

反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿。此时对应的电压称为反向击穿电压用的表示，如图中CD(C’D’）段。

最大整流电流IF：

指二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。

最高反向工作电压：

$V_{BD}=1/2V_{BR}$ （$V_{BD}$为反向击穿电压。）

极间电容：（在高频时要考虑极间电容）

势垒电容CB在反向偏置时较大。
扩散电容C在正向偏置时较大。

最高工作频率：

指二极管能保持单向导电性的最大频率。超过了这个频率二极管就失去了单向导电性。

二极管基本电路及其分析方法

二极管四种建模

1. 理想模型

正向偏置时，管压降为0V；反向偏置时，电阻为无穷大。

2. 恒压降模型

正向偏置时，管压降为恒定般为(硅管0.6 ~ 0.7V，锗管0.2 ~ 0.3V)；反向偏置时，电阻为无穷大。

3. 折线模型

认为二极管的压降随着电流的增加而增加。可用一个电池和一个电阻近似。电池压降为二极管的门坎电压。

二极管的折线模型公式：
$$r_D=\frac{V_D-V_{th}}{i_D}$$

4. 小信号模型

在静态工作点Q附近工作时，可以将二极管V-I特性看作一条直线，其斜率的倒数就是极管小信号模型的微变电阻。

分析方法应用

晶体二极管基本电路

1.整流电踣

2. 门电路
   
3. 二极管限幅电路
   

二极管种类

普通二极管、稳压管、变容管、光电管、发光管、隧道管、微波管、恒流管、等等

稳压管

稳压管又称为齐纳二极管，它的杂质浓度较大，空间电荷区很窄，容易形成强电场。产生反向击穿时反向电流急增。稳压管的稳压作用在于，电流增量很大，只引起很小的电压变化。

（一）稳压管的伏安特性和符号

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反向电压应大于稳压电压。

（二）稳压管的参数

（三）稳压管组成的稳压电路

1. 必须反接
2. 必须串入一只电阻(电阻起到限流作用)

（四）稳压二极管的应用

变容二极管

二极管结电容的大小除了与本身结构和工艺有关外，还与外加电压有关。结电容随反向电压的增加而减小，这种效应显著的二极管称为变容二极管。

光电二极管

是光电子系统的电子器件。它可用来作为光的测量，可将光信号转换为电信号。其结构与PN结二极管类似，管壳上的_—个玻璃窗口能接收外部的光照。这种器件的PN结在反向偏置状态下运行，它的反向电流随光照强度的增加而上升。

主要特点：反向电流与光照强度成正比。

发光二极管

通常用元素周期表中Ⅲ、Ⅴ族元素的砷化镓、磷化镓等化合物制成的。当这种管子通以电流时将发出光来。其光谱范围是比较窄的。
发光二极管的代表符号如图所示。发光二极管常用来作为显示器件外，也常作为七段式或矩阵式器件，工作电流一般为几个毫安至十几毫安之间。