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【例1-1】分析图所示电路得工作情况,图中I为电流源,I=2mA。
设20℃时二极管得正向电压降U D=660mV,求在50℃时二极管得正向电压降。
该电路有何用途？电路中为什么要使用电流源？【相关知识】二极管得伏安特性、温度特性,恒流源。
【解题思路】推导二极管得正向电压降,说明影响正压降得因素及该电路得用途。
【解题过程】该电路利用二极管得负温度系数,可以用于温度得测量。
其温度系数–2mV/℃。
20℃时二极管得正向电压降U D=660mV50℃时二极管得正向电压降U D=660 –(2´30)=600 mV因为二极管得正向电压降U D就是温度与正向电流得函数,所以应使用电流源以稳定电流,使二极管得正向电压降U D仅仅就是温度一个变量得函数。
【例1-2】电路如图(a)所示,已知,二极管导通电压。
试画出u I与u O得波形,并标出幅值。
图(a)【相关知识】二极管得伏安特性及其工作状态得判定。
【解题思路】首先根据电路中直流电源与交流信号得幅值关系判断二极管工作状态;当二极管得截止时,u O=u I;当二极管得导通时,。
【解题过程】由已知条件可知二极管得伏安特性如图所示,即开启电压U on与导通电压均为0、7V。
由于二极管D1得阴极电位为＋3V,而输入动态电压u I作用于D1得阳极,故只有当u I高于＋3、7V时D1才导通,且一旦D1导通,其阳极电位为3、7V,输出电压u O=＋3、7V。
由于D2得阳极电位为－3V,而u I作用于二极管D2得阴极,故只有当u I低于－3、7V时D2才导通,且一旦D2导通,其阴极电位即为－3、7V,输出电压u O=－3、7V。
当u I在－3、7V到＋3、7V之间时,两只管子均截止,故u O=u I。
u I与u O得波形如图(b)所示。
图(b)【例1-3】某二极管得反向饱与电流,如果将一只1、5V得干电池接在二极管两端,试计算流过二极管得电流有多大？【相关知识】二极管得伏安特性。
第1章半导体二极管及其基本电路自测题判断下列说法是否正确，用“√”和“?”表示判断结果填入空内1. 半导体中的空穴是带正电的离子。
（?）2. 温度升高后，本征半导体内自由电子和空穴数目都增多，且增量相等。
（√）3. 因为P型半导体的多子是空穴，所以它带正电。
（?）4. 在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。
（√）5. PN结的单向导电性只有在外加电压时才能体现出来。
（√）选择填空1. N型半导体中多数载流子是 A ；P型半导体中多数载流子是B。
A．自由电子 B．空穴2. N型半导体C；P型半导体C。
A．带正电 B．带负电 C．呈电中性3. 在掺杂半导体中，多子的浓度主要取决于B，而少子的浓度则受 A 的影响很大。
A．温度 B．掺杂浓度 C．掺杂工艺 D．晶体缺陷4. PN结中扩散电流方向是A；漂移电流方向是B。
A．从P区到N区 B．从N区到P区5. 当PN结未加外部电压时，扩散电流C飘移电流。
A．大于 B．小于 C．等于6. 当PN结外加正向电压时，扩散电流A漂移电流，耗尽层E；当PN结外加反向电压时，扩散电流B漂移电流，耗尽层D。
A．大于 B．小于 C．等于D．变宽 E．变窄 F．不变7. 二极管的正向电阻B，反向电阻A。
A．大 B．小8. 当温度升高时，二极管的正向电压B，反向电流A。
A．增大 B．减小 C．基本不变9. 稳压管的稳压区是其工作在C状态。
A．正向导通 B．反向截止 C．反向击穿有A、B、C三个二极管，测得它们的反向电流分别是2?A、0.5?A、5?A；在外加相同的正向电压时，电流分别为10mA、 30mA、15mA。
比较而言，哪个管子的性能最好【解】：二极管在外加相同的正向电压下电流越大，其正向电阻越小；反向电流越小，其单向导电性越好。
所以B管的性能最好。
题习题1试求图所示各电路的输出电压值U O，设二极管的性能理想。
5VVD+-3k ΩU OVD7V5V +-3k ΩU O5V1VVD +-3k ΩU O（a ） （b ） （c ）10V5VVD3k Ω+._O U 2k Ω6V9VVD VD +-123k ΩU OVD VD 5V7V+-123k ΩU O（d ） （e ） （f ）图【解】：二极管电路，通过比较二极管两个电极的电位高低判断二极管工作在导通还是截止状态。
1习题答案1-1 如何使用万用表判断普通二极管阳极、阴极及二极管的质量？ 解：指针万用表处于电阻档，用万用表测量二极管的正、反两次电阻，两次测量中电阻小的那次，黑表笔接的是二极管阳极，红表笔接的是二极管阴极。
两次电阻值相差越大，说明二极管单相导电性越好，两次电阻值均为无穷大，说明二极管内部断路，两次电阻值均为0，说明二极管内部短路。
若两次阻值相差不大，说明管子性能差，为劣质管。
若正向电阻为几千欧，则为硅管，若正向电阻为几百欧，则为锗管。
1-2 如图1-23所示电路，假设二极管是理想二极管，判断图中二极管是导通还是截止？并求出A 、B 两端电压U AB 。
解：a 导通 U AB =－3Vb 截止 U AB =0c VD 1导通 VD 2截止 U AB =01-3如图1-24所示电路，二极管导通压降为0.7V ，计算电路中各电流。
解： a mA 9.617.07.07.091=---=ImA 1.217.07.07.03=++=Im A 8.4312=-=I I Ib mA 77.231237.02-≈-+=IA图1-23 习题1-2图BBAacABbI 3 aI 3 图1-24 习题1-3图Ωb2mA 23.1337.03≈+=I m A 54.1321-=+=I I I1-4如图1-25所示电路，二极管为理想二极管，根据表1-1输入值，判断二极管状态，确定输出u o 值。
解：如表1-1。
表1-1 习题1-4表1-5如图1-26所示电路，二极管为理想二极管，u i =10sin ωt ，试画出u o 的波形。
若二极管正向导通压降为0.7V ，波形又如何变化？解： abo 图1-26 习题1-5图uu o acu o u ＋ －bu A 图1-25 习题1-4图－5Vu Bu ou i u o 0.7 u i u o u i u o u i u o3c 1-6 如图1-27所示电路，分析二极管导通还是截止？三个灯是否都发光？解：VD 1截止，VD 2导通； L 1、L 3发光，L 2不发光。
半导体二极管及其应用习题解答Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT第1章半导体二极管及其基本电路教学内容与要求本章介绍了半导体基础知识、半导体二极管及其基本应用和几种特殊二极管。
教学内容与教学要求如表所示。
要求正确理解杂质半导体中载流子的形成、载流子的浓度与温度的关系以及PN结的形成过程。
主要掌握半导体二极管在电路中的应用。
表第1章教学内容与要求内容提要1.2.1半导体的基础知识1．本征半导体高度提纯、结构完整的半导体单晶体叫做本征半导体。
常用的半导体材料是硅(Si)和锗(Ge)。
本征半导体中有两种载流子：自由电子和空穴。
自由电子和空穴是成对出现的，称为电子空穴对，它们的浓度相等。
本征半导体的载流子浓度受温度的影响很大，随着温度的升高，载流子的浓度基本按指数规律增加。
但本征半导体中载流子的浓度很低，导电能力仍然很差，2．杂质半导体(1) N 型半导体 本征半导体中，掺入微量的五价元素构成N 型半导体，N 型半导体中的多子是自由电子，少子是空穴。
N 型半导体呈电中性。
(2) P 型半导体 本征半导体中，掺入微量的三价元素构成P 型半导体。
P 型半导体中的多子是空穴，少子是自由电子。
P 型半导体呈电中性。
在杂质半导体中，多子浓度主要取决于掺入杂质的浓度，掺入杂质越多，多子浓度就越大。
而少子由本征激发产生，其浓度主要取决于温度，温度越高，少子浓度越大。
1.2.2 PN 结及其特性1．PN 结的形成在一块本征半导体上，通过一定的工艺使其一边形成N 型半导体，另一边形成P 型半导体，在P 型区和N 型区的交界处就会形成一个极薄的空间电荷层，称为PN 结。
PN 结是构成其它半导体器件的基础。
2．PN 结的单向导电性PN 结具有单向导电性。
外加正向电压时，电阻很小，正向电流是多子的扩散电流，数值很大，PN 结导通；外加反向电压时，电阻很大，反向电流是少子的漂移电流，数值很小，PN 结几乎截止。
第1章半导体二极管及其基本电路自测题1.1 判断下列说法是否正确，用“√”和“⨯”表示判断结果填入空内1. 半导体中的空穴是带正电的离子。
（⨯）2. 温度升高后，本征半导体内自由电子和空穴数目都增多，且增量相等。
（√）3. 因为P型半导体的多子是空穴，所以它带正电。
（⨯）4. 在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。
（√）5. PN结的单向导电性只有在外加电压时才能体现出来。
（√）1.2 选择填空1. N型半导体中多数载流子是 A ；P型半导体中多数载流子是B。
A．自由电子B．空穴2. N型半导体C；P型半导体C。
A．带正电B．带负电C．呈电中性3. 在掺杂半导体中，多子的浓度主要取决于B，而少子的浓度则受 A 的影响很大。
A．温度B．掺杂浓度C．掺杂工艺D．晶体缺陷4. PN结中扩散电流方向是A；漂移电流方向是B。
A．从P区到N区B．从N区到P区5. 当PN结未加外部电压时，扩散电流C飘移电流。
A．大于B．小于C．等于6. 当PN结外加正向电压时，扩散电流A漂移电流，耗尽层E；当PN 结外加反向电压时，扩散电流B漂移电流，耗尽层D。
A．大于B．小于C．等于D．变宽E．变窄F．不变7. 二极管的正向电阻B，反向电阻A。
A．大B．小8. 当温度升高时，二极管的正向电压B，反向电流A。
A．增大B．减小C．基本不变9. 稳压管的稳压区是其工作在C状态。
A．正向导通B．反向截止C．反向击穿1.3 有A、B、C三个二极管，测得它们的反向电流分别是2μA、0.5μA、5μA；在外加相同的正向电压时，电流分别为10mA、30mA、15mA。
比较而言，哪个管子的性能最好？【解1.3】：二极管在外加相同的正向电压下电流越大，其正向电阻越小；反向电流越小，其单向导电性越好。
所以B管的性能最好。
题习题11.1 试求图P1.1所示各电路的输出电压值U O，设二极管的性能理想。
5VVD+-3k ΩU OVD7V5V +-3k ΩU O5V1VVD +-3k ΩU O（a ） （b ） （c ）10V5VVD3k Ω+._O U 2k Ω6V9VVD VD +-123k ΩU OVD VD 5V7V+-123k ΩU O（d ） （e ） （f ）图P 1.4【解 1.1】：二极管电路，通过比较二极管两个电极的电位高低判断二极管工作在导通还是截止状态。
第一章半导体二极管内容简介本章首先介绍半导体的导电性能和特点，进而从原子结构给与解释。
先讨论PN结的形成和PN结的特性，然后介绍半导体二极管特性曲线和主要参数。
分析这些管子组成的几种简单的应用电路，最后列出常用二极管参数及技能训练工程。
知识教学目标了解半导体根底知识，掌握PN结的单向导电特性；熟悉二极管的根本结构、伏安特性和主要参数；掌握二极管电路的分析方法；了解特殊二极管及其应用。
技能教学目标能够识别和检测二极管，会测定二极管简单应用电路参数。
本章重点要求掌握器件外特性，以便能正确使用和合理选择这些器件。
如：半导体二极管：伏安特性，主要参数，单向导电性。
二极管电路的分析与应用。
本章难点半导体二极管的伏安特性，主要参数，单向导电性。
二极管电路分析方法。
课时4课时题目：半导体、 PN结教学目标：了解本征半导体，杂质半导体的区别，从而得出半导体特性。
记住半导体PN结的特性。
教学重点：1、半导体特性；2、半导体PN结的特性；教学难点：1、半导体单向导电性。
2、半导体PN结分别加正反向电压导通与截止的特性。
教学方法：讲授教具：色粉笔新课导入：电子技术根底是我们这学期新开的一门专业课，它包含各个根本小型电路的介绍及使用分析，这次课我们来学习一种材质：半导体。
为以后的电路分析打下根底。
新授：从导电性能上看，通常可将物质为三大类：导体：电阻率，缘体：电阻率，半导体：电阻率ρ介于前两者之间。
目前制造半导体器件材料用得最多的有：单一元素的半导体——硅(Si)和锗(Ge);化合物半导体——砷化镓(GaAs)。
1图半导体例如本征半导体了解：纯洁的半导体称为本征半导体。
用于制造半导体器件的纯硅和锗都是四价元素，其最外层原子轨道上有四个电子〔称为价电子〕。
在单晶结构中，由于原子排列的有序性，价电子为相邻的原子所共有，形成图所示的共价健结构，图中+4代表四价元素原子核和内层电子所具有的净电荷。
共价键中的一些价电子由于热运动获得一些能量，从而摆脱共价键的约束成为自由电子，同时在共价键上留下空位，我们称这些空位为空穴，它带正电。
习题1-1 （1）什么是P 型半导体？什么是N 型半导体？（2）什么是PN 结？其主要特性是什么？（3）如何使用万用表欧姆档判别二极管的好坏与极性？（4）为什么二极管的反向电流与外加反向电压基本无关，而当环境温度升高时会明显增大？ （5）把一节1.5V 的电池直接到二极管的两端，会发生什么情况？判别二极管的工作状态 解：（1） 在本征半导体内掺入受主杂质，得到P 型半导体；在本征半导体内掺入施主杂质，得到N 型半导体。
（2） 将P 型半导体与N 型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗）基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称PN 结。
PN 结具有单向导电性。
（3） 用欧姆档，测两次电阻（正反测），看电阻有无很大的出入，若有则说明是好的。
当测得电阻很大的时候，对应的红表笔对应的是阴极。
（4） 由于二极管的反向电流是由少子漂移产生的，浓度很低，反向电流很容易达到饱和，不随外加电压变化，或说变化很小。
当温度升高时，本征激发增加，少子赠短，反向饱和电流增大。
（5） 不能，普通二极管是不能的，一般导通电压为0.7V ，加到1.5V 说明二极管导通了，此时二极管相当于导线，二极管将由于电流过大烧坏，但是二极管有很多分类，有的发光二极管却可以这样接。
1-2 二极管电路如题1-2图所示，D 1、D 2为理想二极管，判断图中的二极管是导通还是截止，并求AO 两端的电压U AO 。
题1-2图解：（a ）假设D 1截止电位V U D 6-=+，V U D 12-=-（由于假设D 1截止，电阻电流=0），V U U U D D D 6=-=-+，则假设不成立，D 1导通，因此V U AO 6-=。
（ｂ）假设D 1截止电位V U D 15-=+，V U D 12-=-（由于假设D 1截止，电阻电流=0），(a)3K 6VD 112VAO(c)O12V D 2D 13K Ω6VA(c)3K 15VD 112VAO(d)O12VD 2D 13K Ω6VAV U U U D D D 3-=-=-+，则假设成立，D 1截止，由于电阻电流=0，因此V U AO 12-=。
第1章 半导体二极管及其基本电路1-1判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果填入空内。
（1）在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。
（⨯ ） （2）因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。
（⨯ ） （3）PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
（ ） 1-2、选择正确答案填入空内。
（1）PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。
A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽（2）设二极管的端电压为U ，则二极管的电流方程是 C 。
A. I S e UB. TU U I eS C. )1e (S －T U U I（3）稳压管的稳压区是其工作在 C 。
A. 正向导通B.反向截止C.反向击穿（4）在本征半导体中加入 A 元素可形成N 型半导体，加入 C 元素可形成P 型半导体。
A. 五价B. 四价C. 三价（5）当温度升高时，二极管的反向饱和电流将 A 。
A. 增大 B. 不变 C. 减小1-3能否将1.5V 的干电池以正向接法接到二极管两端？为什么？解：不能。
因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系，当端电压为1.5V 时，管子会因电流过大而烧坏。
1-4 电路如图P1-4所示，已知u i ＝10sin ωt (v)，试画出u i 与u O 的波形。
设二极管正向导通电压可忽略不计。
图P1-4解图P1-4解：u i 和u o 的波形如解图P1-4所示。
1-5电路如图P1-54所示，已知u i＝5sinωt(V)，二极管导通电压U D＝0.7V。
试画出u i 与u O的波形，并标出幅值。
图P1-5解图P1-5解：波形如解图P1-5所示。
1-6 电路如图P1-6（a）所示，其输入电压u I1和u I2的波形如图（b）所示，二极管导通电压U D＝0.7V。
试画出输出电压u O的波形，并标出幅值。
图P1-6解：u O的波形如解图P1-6所示。
解图P1-61-7电路如图P1-7所示，二极管导通电压U D＝0.7V，常温下U T≈26mV，电容C对交流信号可视为短路；u i为正弦波，有效值为10mV。
1.半导体二极管及其电路分析【重点】半导体特性、杂质半导体、PN结及其单向导电特性。
【难点】PN结形成及其单向导电特性。
1.1 半导体的基本知识1.1.1 半导体的基本知识（1）导电能力对温度的反应非常灵敏。
（2）导电能力受光照非常敏感。
（3）在纯净的半导体中掺入微量的杂质（指其他元素），它的导电能力会大大增强。
1.1.2 本征半导体纯净的半导体称为本征半导体，常用的本征半导体是硅和锗二晶体。
半导体有两种载流子，自由电子和空穴，如果从本征半导体引出两个电极并接上电源，此时带负电的自由电子指向电源正极作定向运动，形成电子电流，带正电的空穴将向电源负极作定向运动，形成空穴电流，而在外电路中的电流为电子电流和空穴电流之和。
1.1.3 杂质半导体1.N型半导体在硅晶体中掺入微量5价元素，如磷（或者砷、锑等），如图所示。
这种半导体导电主要靠电子，所以称为电子型半导体，简称N型半导本。
在N型半导体中，自由电子是多数载流子，而空穴2.P型半导体如果在硅晶体中，掺入少量的3价元素硼（铟、钾等），如图1-5所示。
这种半导体的导电主要靠空穴，因此称为空穴型半导体，有称P型半导体。
P型半导体的空穴是多数载流子，电子是少数载流子。
结论：N型半导体、P型半导体中的多子都是掺入杂质而造成的，尽管杂质含量很微，但它们对半导体的导电能力却有很大影响。
而它们的少数载流子是热运动产生的，尽管数量很少，但对温度非常敏感，对半导体的性能有很大影响。
1.1.4 PN结及其单向导电特性1.PN结的形成结论：在无外电场或其它因素激发时，PN结处于平衡状态，没有电流通过，空间电荷区是恒定的。
另外，在这个区域内，多子已扩散到对方并复合掉了，好像耗尽了一样，因此，空间电荷区又叫做耗尽层。
2.PN结单向导电性（1）正向特性当PN结外加正向电压（简称正偏），电源正极接P，负极接N，PN结处于导通状态，导电时电阻很小。
（2）反向特性当外加反向电压（简称反偏），电源正极接N，负极接P，PN结处于截止状态结论：PN结正偏时电路中有较大电流流过，呈现低电阻，PN结导通；PN结反偏时电路中电流很小，呈现高电阻，PN结截止，可见PN结具有单向导电性。
第1章半导体二极管及其应用习题解答第1章半导体二极管及其基本电路1.1 教学内容与要求本章介绍了半导体基础知识、半导体二极管及其基本应用和几种特殊二极管。
教学内容与教学要求如表1.1所示。
要求正确理解杂质半导体中载流子的形成、载流子的浓度与温度的关系以及PN结的形成过程。
主要掌握半导体二极管在电路中的应用。
表1.1 第1章教学内容与要求1.2 内容提要1.2.1半导体的基础知识1．本征半导体高度提纯、结构完整的半导体单晶体叫做本征半导体。
常用的半导体材料是硅(Si)和锗(Ge)。
本征半导体中有两种载流子：自由电子和空穴。
自由电子和空穴是成对出现的，称为电子空穴对，它们的浓度相等。
本征半导体的载流子浓度受温度的影响很大，随着温度的升高，载流子的浓度基本按指数规律增加。
但本征半导体中载流子的浓度很低，导电能力仍然很差，2．杂质半导体(1) N 型半导体 本征半导体中，掺入微量的五价元素构成N 型半导体，N 型半导体中的多子是自由电子，少子是空穴。
N 型半导体呈电中性。
(2) P 型半导体 本征半导体中，掺入微量的三价元素构成P 型半导体。
P 型半导体中的多子是空穴，少子是自由电子。
P 型半导体呈电中性。
在杂质半导体中，多子浓度主要取决于掺入杂质的浓度，掺入杂质越多，多子浓度就越大。
而少子由本征激发产生，其浓度主要取决于温度，温度越高，少子浓度越大。
1.2.2 PN 结及其特性1．PN 结的形成在一块本征半导体上，通过一定的工艺使其一边形成N 型半导体，另一边形成P 型半导体，在P 型区和N 型区的交界处就会形成一个极薄的空间电荷层，称为PN 结。
PN 结是构成其它半导体器件的基础。
2．PN 结的单向导电性PN 结具有单向导电性。
外加正向电压时，电阻很小，正向电流是多子的扩散电流，数值很大，PN 结导通；外加反向电压时，电阻很大，反向电流是少子的漂移电流，数值很小，PN 结几乎截止。
3. PN 结的伏安特性PN 结的伏安特性： )1(T S -=U U e I I式中，U 的参考方向为P 区正，N 区负，I 的参考方向为从P 区指向N 区；I S 在数值上等于反向饱和电流；U T =KT /q ，为温度电压当量，在常温下，U T ≈26mV 。
(1) 正向特性 0>U 的部分称为正向特性，如满足U >>U T ，则T S U U e I I ≈，PN 结的正向电流I 随正向电压U 按指数规律变化。
(2) 反向特性 0<U 的部分称为反向特性，如满足T U U >>，则S I I -≈，反向电流与反向电压的大小基本无关。
(3) 击穿特性 当加到PN 结上的反向电压超过一定数值后，反向电流急剧增加，这种现象称为PN 结反向击穿，击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。
4. PN 结的电容效应PN 结的结电容C J 由势垒电容C B 和扩散电容C D 组成。
C B 和C D 都很小，只有在信号频率较高时才考虑结电容的作用。
当PN 结正向偏置时，扩散电容C D 起主要作用，当PN 结反向偏置时，势垒电容C B 起主要作用。
1.2.3 半导体二极管1. 半导体二极管的结构和类型半导体二极管是由PN 结加上电极引线和管壳组成。
二极管种类很多，按材料来分，有硅管和锗管两种；按结构形式来分，有点接触型、面接触型和硅平面型几种。
2. 半导体二极管的伏安特性半导体二极管的伏安特性是指二极管两端的电压u D 和流过二极管的电流i D 之间的关系。
它的伏安特性与PN 结的伏安特性基本相同，但又有一定的差别。
在近似分析时，可采用PN 结的伏安特性来描述二极管的伏安特性。
3. 温度对二极管伏安特性的影响温度升高时，二极管的正向特性曲线将左移，温度每升高1oC ，PN 结的正向压降约减小（2~2.5）mV 。
二极管的反向特性曲线随温度的升高将向下移动。
当温度每升高10 o C 左右时，反向饱和电流将加倍。
4. 半导体二极管的主要参数二极管的主要参数有：最大整流电流I F ；最高反向工作电压U R ；反向电流I R ；最高工作频率f M 等。
由于制造工艺所限，即使同一型号的管子，参数也存在一定的分散性，因此手册上往往给出的是参数的上限值、下限值或范围。
5. 半导体二极管的模型常用的二极管模型有以下几种：(1) 理想模型: 理想二极管相当于一个开关。
当外加正向电压时，二极管导通，正向压降u D 为零，相当于开关闭合；当外加反向电压时，二极管截止，反向电流i R 为零，相当于开关断开。
(2) 恒压源模型: 当二极管外加正向电压等于或大于导通电压U on 时，二极管导通，二极管两端电压降为U on ；当外加电压小于U on 时，二极管截止，反向电流为零。
(3) 折线模型: 当二极管外加正向电压大于U on 后其电流i D 与电压u D 成线性关系，直线斜率为1/r D ；当二极管外加正向电压小于U on 时，二极管截止，反向电流为零。
(4) 微变信号模型: 如果在二极管电路中，除直流信号外，还有微变信号，则对微变信号可将二极管等效成一个电阻r d ，其值与静态工作点有关，即DQ T d /I U r 。
6．半导体二极管的应用(1) 限幅：利用二极管的单向导电性将输出信号幅度限定在一定的范围内，亦即当输入电压超过或低于某一参考值后，输出电压将被限制在某一电平（称作限幅电平），且再不随输入电压变化。
(2) 整流：正弦交流电压变换为单向脉动电压。
1.2.3 特殊二极管1．稳压二极管(1) 稳压原理稳压管是一种硅材料制成的面接触型晶体二极管。
利用PN结的反向击穿特性来实现稳定电压的，正常使用时工作在反向击穿状态。
当反向电压达到击穿电压U Z后，流过管子的反向电流会急剧增加，即使通过稳压管的反向电流在较大范围内变化，管子两端的反向击穿电压几乎不变，表现出很好的稳压特性。
(2) 主要参数稳压管的主要参数有：稳定电压U Z，稳定电流I Z，最大耗散功率P CM和最大工作电流I Zmax，动态电阻r z和稳定电压的温度系数α。
(3) 稳压电路稳压管正常稳压必须满足两个条件：一是必须工作在反向击穿状态（利用正向特性稳压除外）；二是流过稳压管的电流要在最小稳定电流I Zmin和最大稳定电流I Zmax之间。
2. 其它特殊二极管发光二极管：通以电流时，能发出光来。
光电二极管：将光能转换成电能，它的反向电流与光照强度成正比。
变容二极管：结电容的大小能灵敏地随反向偏压而变化。
自测题1.1 判断下列说法是否正确，用“√”和“⨯”表示判断结果填入空内1. 半导体中的空穴是带正电的离子。
（）2. 温度升高后，本征半导体内自由电子和空穴数目都增多，且增量相等。
（）3. 因为P型半导体的多子是空穴，所以它带正电。
（）4. 在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。
（）5. PN结的单向导电性只有在外加电压时才能体现出来。
（）【解1.1】：1.× 2.√ 3.× 4. √ 5.√1.2 选择填空1. N型半导体中多数载流子是 A ；P型半导体中多数载流子是 B 。
A．自由电子 B．空穴2. N型半导体 C ；P型半导体 C 。
A．带正电 B．带负电 C．呈电中性3. 在掺杂半导体中，多子的浓度主要取决于 B ，而少子的浓度则受 A 的影响很大。
A．温度 B．掺杂浓度 C．掺杂工艺 D．晶体缺陷4. PN结中扩散电流方向是 A ；漂移电流方向是 B 。
A．从P区到N区 B．从N区到P区5. 当PN结未加外部电压时，扩散电流 C 飘移电流。
A．大于 B．小于 C．等于6. 当PN结外加正向电压时，扩散电流 A 漂移电流，耗尽层 E ；当PN结外加反向电压时，扩散电流 B 漂移电流，耗尽层 D 。
A．大于 B．小于 C．等于D．变宽 E．变窄 F．不变7. 二极管的正向电阻 B ，反向电阻 A 。
A．大 B．小8. 当温度升高时，二极管的正向电压 B ，反向电流 A 。
A．增大 B．减小 C．基本不变9. 稳压管的稳压区是其工作在 C 状态。
A．正向导通 B．反向截止 C．反向击穿【解1.2】： 1.A、B 2.C、C 3.B、A 4.A、B 5.C 6.A、E、B、D 7.B、A 8.B、A 9.C1.3 有A、B、C三个二极管，测得它们的反向电流分别是2μA、0.5μA、5μA；在外加相同的正向电压时，电流分别为10mA、 30mA、15mA。
比较而言，哪个管子的性能最好？【解1.3】：二极管在外加相同的正向电压下电流越大，其正向电阻越小；反向电流越小，其单向导电性越好。
所以B管的性能最好。
1.4 试求图T1.4所示各电路的输出电压值U O ，设二极管的性能理想。
5VVD+-3k ΩU OVD7V5V +-3k ΩU O5V1VVD +-3k ΩU O（a ） （b ） （c ）10V5VVD3k Ω+._O U 2k Ω6V9VVD VD +-123k ΩU OVD VD 5V7V+-123k ΩU O（d ） （e ） （f ）图T1.4【解1.4】：二极管电路，通过比较二极管两个电极的电位高低判断二极管工作在导通还是截止状态。
方法是先假设二极管断开，求出二极管阳极和阴极电位，电路中只有一个二极管：若阳极电位高于阴极电位（或二极管两端电压大于其导通电压U on ），二极管正偏导通，导通时压降为0（对于理想二极管）或U on （对于恒压源模型的二极管）；若阳极电位低于阴极电位（或二极管两端电压小于其导通电压U on ），二极管反偏截止，流过二极管的电流为零。
如果电路中有两个二极管：若一个正偏，一个反偏，则正偏的导通，反偏的截止；若两个都反偏，则都截止；若两个都正偏，正偏电压大的优先导通，进而再判断另一只二极管的工作状态。
图(a)二极管VD 导通，U O =5V 图(b) 二极管VD 导通，U O = -7V 图© 二极管VD 截止，U O = -1V图(d) 二极管VD 1导通，VD 2截止，U O =0V 图(e) 二极管VD 1截止，VD 2导通，U O = -9V 图(f) 二极管VD 导通，U O =0V1.5 在图T1.5所示电路中，已知输入电压u i =5sin ωt （V ），设二极管的导通电压U on =0.7V 。
分别画出它们的输出电压波形和传输特性曲线u o =f （u i ）。
3k ΩVD VD 12++--u u i o 3k ΩVD ++--u u i o 3k ΩVD++--u u i o +++----U VD U VD+U VD1U VD2（a ） （b ） （c ）图T1.5【解1.5】：在（a ）图所示电路中，当二极管断开时，二极管两端的电压U VD =u i 。
