福建专升本电子信息类专业课的考点繁杂,题型多变,为了帮助同学们更好的学习掌握,根据电子信息类专业课考试大纲的要求,聚英专升本的小编总结了福建专升本电子信息类专业课常见考点:
一、理解半导体二极管的特性及主要参数
1.半导体二极管的几种常见结构及其应用场合
在PN结上加上引线和封装,就成为一个二极管。二极管按结构分为点接触型、面接触型和平面型三大类。
点接触型二极管PN结面积小,结电容小,常用于检波和变频等高频电路;
面接触型二极管PN结面积大,结电容大,用于工频大电流整流电
半导体二极管的伏安特性曲线如P5图1-10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。
2.半导体二极管的主要参数
(1) 正向特性
当VD>0 即处于正向特性区域,正向区又分为两段:
①当0<VD<Vth时,外电场不足以克服PN结的内电场,
正向电流为零,Vth称为死区或开启电压
②当VD>Vth时,内电场大为削弱,
开始出现正向电流,并按指数规律增长。
Si二极管的死区电压Vth=0.5 V左右,Ge二极管的死区电压Vth=0.1 V左右。
(2)反向特性
当VBR<V<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 。
(3)反向击穿特性
当PN结的反向电压增加到一定数值时(VD ≤VBR),反向电流突然快速增加,此现象称为PN结的反向击穿。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
2.半导体二极管主要参数
1.最大整流电流 IOM
二极管长期使用时,允许流过二极管的最大正向平均电流。
2.反向击穿电压UBR
二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增,二极管的单向导电性被破坏,甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电压UWRM一般是UBR的一半。
3.反向电流 IR
指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流大,说明管子的单向导电性差,因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响,温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小,锗管的反向电流要比硅管大几十到几百倍。
4.微变电阻 rD
rD 是二极管特性曲线上工作点Q 附近电压的变化与电流的变化之比:
5.二极管的极间电容
二极管的两极之间有电容,此电容由两部分组成:势垒电容CB和扩散电容CD。
(1)势垒电容:势垒区是积累空间电荷的区域,当电压变化时,就会引起积累在势垒区的空间电荷的变化,这样所表现出的电容是势垒电容。
(2)扩散电容:为了形成正向电流(扩散电流),注入P 区的少子(电子)在P 区有浓度差,越靠近PN结浓度越大,即在P 区有电子的积累。同理,在N区有空穴的积累。正向电流大,积累的电荷多。这样所产生的电容就是扩散电容CD。
CB在正向和反向偏置时均不能忽略。而反向偏置时,由于载流子数目很少,扩散电容可忽略。
二、稳压管的特性及主要参数
1.稳压管的特性
稳压管是一种特殊的面接触型半导体二极管,通过反向击穿特性实现稳压作用。
稳压管的伏安特性与普通二极管类似,其正向特性为指数曲线;当外加反压的数值增大到一定程度时则发生击穿,击穿曲线很陡,几乎平行于纵轴,当电流在一定范围内时,稳压管表现出很好的稳压特性。 1、稳压管等效电路
稳压管等效电路由两条并联支路构成:
①加正向电压以及加反向电压而未击穿时,与普通硅管的特性相同;
②加反向电压且击穿后,相当于理想二极管、电压源Uz和动态电阻rz的串联。
2、稳压管的主要参数
1)稳定电压UZ:规定电流下稳压管的反向击穿电压。
2)最大稳定工作电流IZMAX 和最小稳定工作电流IZMIN:稳压管的最大稳定工作电流取决于最大耗散功率,即PZmax =UZIZmax ;而Izmin对应UZmin,若IZ<IZmin,则不能稳压。
3)额定功耗PZM:PZM =UZ IZMAX ,超过此值,管子会因结温升太高而烧坏。
4)动态电阻rZ:rz =VZ /IZ,其概念与一般二极管的动态电阻相同,只不过稳压二极管的动态电阻是从它的反向特性上求取的。RZ愈小,反映稳压管的击穿特性愈陡,稳压效果愈好。
5)温度系数α:温度的变化将使UZ改变,在稳压管中,当UZ>7 V时,UZ具有正温度系数,反向击穿是雪崩击穿;当UZ<4 V时,UZ具有负温度系数,反向击穿是齐纳击穿;当4 V<VZ<7 V时,稳压管可以获得接近零的温度系数。这样的稳压二极管可以作为标准稳压管使用。
以上就是聚英专升本小编为大家整理的福建专升本电子信息类专业课半导体二极管的特性及主要参数考核知识点,希望能够为同学们的备考提供更清晰的复习思路,祝大家取得好成绩!