第二章 半导体二极管及其基本电路
2-1．填空
（1）N型半导体是在本征半导体中掺入 ；P型半导体是在本征半导体中掺入 。
（2）当温度升高时，二极管的反向饱和电流会
。
（3）PN结的结电容包括
和
。
（4）晶体管的三个工作区分别是 、 和 。在放大电路中，晶体管通常工作在 区。
（5）结型场效应管工作在恒流区时，其栅-源间所加电压应该
。（正偏、反偏）
答案：（1）五价元素；三价元素；（2）增大；（3）势垒电容和扩散电容；（4）放大区、截止区和饱和区；放大区；（5）反偏。
2-2．判断下列说法正确与否。
（1）本征半导体温度升高后，两种载流子浓度仍然相等。（ ）
（2）P型半导体带正电，N型半导体带负电。（ ）
（3）结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证RGS大的特点。（ ）
（4）只要在稳压管两端加反向电压就能起稳压作用。（ ）
（5）晶体管工作在饱和状态时发射极没有电流流过。（ ）
（6）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。（ ）
（7）PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。（ ）
（8）若耗尽型N沟道MOS场效应管的UGS大于零，则其输入电阻会明显减小。（）
答案：（1）对；温度升高后，载流子浓度会增加，但是对于本征半导体来讲，电子和空穴的数量始终是相等的。
（2）错；对于P型半导体或N型半导体在没有形成PN结时，处于电中性的状态。
（3）对；结型场效应管在栅源之间没有绝缘层，所以外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证RGS大的特点。
（4）错；稳压管要进入稳压工作状态两端加反向电压必须达到稳压值。
二极管基本电路与分析方法
二极管是一种最简单的半导体器件，具有只能单向导电的特点。在电子电路中，二极管通常用于整流、限流、调制和混频等功能。本文将介绍二极管的基本电路和分析方法。
一、二极管基本电路
1.正向偏置电路
正向偏置电路是将二极管的P端连接到正电压，N端连接到负电压的电路。这种电路可以使二极管处于导通状态，实现电流流动。
2.逆向偏置电路
逆向偏置电路是将二极管的P端连接到负电压，N端连接到正电压的电路。这种电路可以使二极管处于截止状态，即不导电。
二、二极管分析方法
1.静态分析
静态分析是指在稳态条件下分析二极管的工作状态。在正向偏置电路中，如果二极管被接入电路且正向电压大于二极管的正向压降时，二极管处于导通状态；反之，二极管处于截止状态。在逆向偏置电路中，无论接入电路与否，二极管都处于截止状态。
2.动态分析
动态分析是指在变化条件下分析二极管的工作状态。例如，当正向电压瞬时增加时，二极管可能处于导通状态。此时，需要考虑二极管的导通压降和电流变化情况。 三、常见二极管电路
1.整流电路
整流电路是将交流信号转换为直流信号的电路。常见的整流电路有半波整流电路和全波整流电路。半波整流电路只利用了交流信号的一半，而全波整流电路则利用了交流信号的全部。整流电路中的二极管起到了只允许电流在一个方向上流动的作用。
2.限流电路
限流电路是通过限制电流的大小来保护其他元件不受损坏的电路。常见的限流电路有稳压二极管电路和过载保护电路。稳压二极管电路利用二极管的电流-电压特性，使得二极管具有稳定的电流输出能力；过载保护电路则通过限制电流大小来保护负载电路。
3.调制电路
调制电路是将低频信息信号调制到高频载波信号上的电路。常见的调制电路有调幅电路和调频电路。在调制电路中，二极管起到了快速改变电流或电压的作用，实现信号的调制效果。
4.混频电路
混频电路是将两个不同频率的信号进行混合，得到新的频率信号的电路。在混频电路中，二极管可以起到信号选择和调谐的作用，实现频率混合。
面接触型管子的特点是，PN结的结面积大，能通过较大
电流，但结电容也大，适用于低频较低整流电路。
半导体二极管半导体二极管是由一个PN结构成的二端元件。其端钮有确定的命名，即一端叫阳极a，一端叫阴极k。1.2 半导体二极管
1.2.1 半导体二极管结构和类型
（1）点接触型二极管
（2）面接触型二极管
（3）平面型二极管点接触型管子的特点是，PN结的结面积小，因而结电容
小，主要用于高频检波和开关电路。既不能通过较大电流，
也不能承受高的反向电压。
平面型管子的特点是，PN结的结面积大时，能通过较大
电流，适用于大功率整流电路；结面积较小时，结电容较小，
工作频率较高，适用于开关电路。1.结构
2. 分类
普通二极管
特殊二极管变容二极管
发光二极管光电二极管
激光二极管二极管稳压二极管稳压
光电转换调谐按材料的不同，常用的二极管有硅管和锗管两
种；按其用途二极管分为普通二极管和特殊二极管
两大类：
整流、滤波、限幅、钳位、
检波及开关等。
忽略正向导通压降和电阻，二极管相当短路；二极管反
向截止时忽略反向饱和电流，反向电阻无穷大，二极管相当
开路路。
ISui
UR二极管是一种非线性元件，其特性就是PN结的特性，而
电流iD与两端的电压uD的关系近似为：1.2.2 二极管的伏安特性
普通二极管是应用PN结的饱和区、死区和导通区的
特性制成的二端元件。电路符号为：（1）伏安关系
（2）理想二极管）（1TD
Vu
SDeIi
IS—反向饱和电流；
VT—温度的电压当量，当常温
（T=300K ）时，VT=26mV。
在正常工作范围内，当电源电压远大于二极管正向导
通压降时，可将二极管当作理想二极管处理，其伏安特性
如图示。kaD
最大整流电流又称为额定正向平均
电流，是指二极管长时间使用时，允许
通过的最大正向平均电流。此值取决于
PN结的面积、材料和散热情况。1.2.3 二极管的主要电参数
1）最大整流电流IF
2）最高反向工作电压UR
3）最大反向电流IRM
I
F
IRMui
UR
最大反向电流是指二极管加上最高反向工作电压时的反
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. ISeU B. TUUIeS C. )1e(S－TUUI
（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ui＝10sinωt(v)，试画出ui与uO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：ui和uo的波形如解图P1-4所示。
