半导体二极管

1.3.1 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。二极管的结构分有点接触型、面接触型和平面型三大类。

1.3.2 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1-3-2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。

式中IS 为反向饱和电流，U 为二极管两端的电压降，UT =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（相当于T=300 K），则有UT=26 mV。

1.3.2.1 正向特性

半导体二极管的正向伏安特性曲线说明如下：

当U＞0，即处于正向特性区域。正向区又分为三段：

第一段，当0＜U＜Uth时，正向电流为零，Uth称为死区电压或开启电压。

第二段，当U＞Uth，且U 较小时，开始出现正向电流，并按指数规律增长。见图1-3-2中的曲线的第2段。

第三段，当U＞Uth，且U 较大时，正向电流增长很快，且正向电压随正向电流增长而增长很小。正向曲线很陡的第3段。

硅二极管的死区电压Uth»0.4 V左右，锗二极管的死区电压Uth»0.1 V左右。

正向特性曲线第3段对应的正向电压可以认为基本不变，对于硅二极管的正向电压UD»0.7～0.8V左右，锗二极管的正向电压UD»0.3～0.4V左右。

1.2.3.2 反向特性

半导体二极管的反向伏安特性曲线说明如下：

当U＜0时，即处于反向特性区域。反向区分为两个区域：

当UBR＜U＜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U≥UBR时，反向电流急剧增加，UBR称为反向击穿电压(Breakdown voltage)。

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。

1.3.3 半导体二极管的参数

半导体二极管的参数包括最大整流电流IF、反向击穿电压UBR、最大反向工作电压URM、反向电流IR、最高工作频率fmax和结电容Cj等。半导体二极管主要的参数介绍如下：

例1.3.1:电路给出了一个二极管电路和二极管的特性曲线，已知二极管是硅二极管，求二极管的电流。

例1.3.2：电路的输入是正弦波，试画出电路的输出电压波形。