第三章 二极管及其基本电路 2018年3月.

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1 第三章 二极管及其基本电路 2018年3月

2 §3-1半导体的基本知识 现代电子器件是由性能介于导体与绝缘体之间的半 导体材料制造而成的。
常用的半导体材料有：元素半导体，如硅(Si)、锗 (Ge)等；化合物半导体，如砷化镓(GaAs)等；以及 掺杂或制成其他化合物半导体的材料，如硼(B)、磷 (P)、铟(In)和锑(Sb)等。硅是最常用的半导体材料。 半导体除了在导电能力方面与导体和绝缘体不同外， 还具有不同于其他物质的特点，如，当半导体受到 外界光和热的刺激时，其导电能力将发生显著的变 化；在纯净的半导体中加入微量的杂质，其导电能 力也会有显著的增加。

3 半导体的共价键结构 硅和锗的原子结构简化模型
硅和锗都是四价元素，最外层原子轨道上具有四个电子，称 为价电子。由于原子呈中性，故原子核用带圆圈的+4符号表 示。物质的化学性质由价电子决定，半导体的导电性质与价 电子有关。 硅和锗的原子结构简化模型

4 本征半导体 本征半导体是一种纯净的结构完整的半导体晶体。
电导率是半导体的重要物理特性，与材料内单位体积 中所含的电荷载流子的数目有关，电荷载流子的浓度 愈高，其电导率愈高。 半导体内载流子的浓度取决于许多因素，包括材料的 基本性质、温度以及所含的杂质。 在T=0K和没有外界激发时，由于每一原子的外围电 子被共价键所束缚，这些束缚电子对半导体内的传导 电流没有贡献。 当温度升高时，键内电子因热激发而获得能量。其中 获得能量较大的一部分价电子，能够挣脱共价键的束 缚离开原子而成为自由电子。与此同时在共价键内留 下了与自由电子数目相同的空位。

5 空穴 当电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后，共价键中就留下一 个空位，这个空位叫做空穴。空穴是半导体区别于导体的一个 重要特点。

6 空穴导电 由于共价键中出现了空穴，在外加电场的作用下，邻近价电子就可填补到这个空位上，而在这个电子原来的位置上又留下新的空位，其他电子又可转移到这个新的空穴，这样就使共价键中出现电荷迁移。 共价键中空穴或束缚电子移动产生电流的根本原因是 由于共价键中出现空穴引起的。空穴的运动是靠相邻 共价键中的价电子依次充填空穴来实现的。 把空穴看成是一个带正电的粒子，所带的电量与电子 相等，符号相反，在外加电场作用下，可以自由地在 晶体中运动，从而和自由电子一样导电。因此空穴是 一种载流子，空穴越多，半导体中的载流子数目就越 多，因此形成的电流就愈大。

7 本征载流子 在本征半导体中，由于本征激发，不断地产生自由电子- 空穴对，使载流子浓度增加。温度越高，产生率越高。
与此同时，又会有相反的过程发生：复合。 复合率=产生率，达到动态平衡。 本征载流子浓度： ni,pi分别表示电子和空穴的浓度(cm–3 )；T为热力学温度(K)；EG0为T=0K时的禁带宽度(硅为1.21eV,锗为0.78eV)；k为玻尔兹曼常数(8.63×10–6 V/K)；A0是与半导体材料有关的常数(硅为3.87×1016cm-3·K-3/2，锗为1.76×1016cm-3·K-3/2)

8 杂质半导体 在本征半导体中掺入微量的杂质，就会使半导体的 导电性能发生显著的改变。
因掺入杂质的性质不同，杂质半导体可分为空穴(P) 型半导体和电子(N)型半导体两大类。

9 P型半导体 在本征硅或锗的晶体内掺入少量三价元素杂质，如硼(或铟)等，因硼原子只有三个价电子，它与周围硅原于组成共价键时，缺少一个电子，在晶体中便产生一个空位。 当相邻共价键上的电子受到热振动或在其他激发获得能量时，有可能填补这个空位，使硼原子成为不能移动的负离子；而原来硅原子的共价键，则因缺少一个电子，形成了空穴。 因为硼原子在硅晶体中能接受电子，故称硼为受主杂质或P型杂质，受主杂质除硼外尚有铟和铝。加入砷化镓的受主原子包括元素周期表中的II族元素(作为镓原子的受主)或IV族元素(作为砷原子的受主)。

10 P型半导体的共价键结构 P型半导体在产生空穴时，不产生新的自由电子。控 制掺入杂质的多少，便可控制空穴数量。

11 N型半导体 为了在半导体内产生多余的电子，可以将一种叫做施 主杂质或N型杂质掺入本征硅(或锗)的晶体内。
施主原子在掺杂半导体的共价键结构中多余一个电子。 典型的施主原子有磷、砷和锑。在砷化镓工艺中，施 主原子包括元素周期表中的VI族元素(作为砷原子的 施主)或IV族元素(作为镓原子的施主)。 当一个施主原子加入半导体后，其多余的电子易于受 热激发而成为自由电子参与传导电流，它移动后，在 施主原子的位置上留下一个固定的、不能移动的正离 子。 在产生自由电子的同时，并不产生相应的空穴。称为 电子型半导体或N型半导体。在N型半导体中，电子 为多数载流子，空穴为少数载流子。

12 N型半导体的共价键结构 在掺入杂质后，载流子的数目都有相当程度的增加。 若每个受主杂质都能产生一个空穴，或者每个施主杂 质都能产生一个自由电子，则尽管杂质含量很微，但 它们对半导体的导电能力却有很大的影响。

13 杂质半导体的载流子浓度 在热平衡下，多子浓度值与少子浓度值的乘积恒等于本征载流子浓度值ni的平方。
掺入杂 质对本征半导体的导电性有很大的影 响，一些典型的数据如下: T=300 K室温下,本征硅的电子和空穴浓度: n = p =1.4×1010/cm3 掺杂后 N 型半导体中的自由电子浓度: n=5×1016/cm3 本征硅的原子浓度: 4.96×1022/cm3 以上三个浓度基本上依次相差百万倍

14 本节中的有关概念 本征半导体、杂质半导体 自由电子、空穴 本征激发 施主杂质、受主杂质 N型半导体、P型半导体 多数载流子、少数载流子

15 §3-2 PN结的形成及特性 在室温下， P型半导体中含有的受主杂质电离为带 正电的空穴和带负电的受主离子。N型半导体中含 有的施主杂质电离为带负电的电子和带正电的施主 离子。 P型和N型半导体中还有少数受本征激发产生的电子 和空穴，通常本征激发产生的载流子要比掺杂产生 的少得多。 半导体中的正负电荷数是相等的，它们的作用互相 抵消，因此保持电中性。

16 PN结的形成 在一块本征半导体在两侧通过扩散不同的杂质,分别 形成N型半导体和P型半导体。在它们的交界处就出 现了电子和空穴的浓度差别，N型区内电子多而空穴 少，P型区内则相反，空穴多而电子少。 电子和空穴都要从浓度高的地方向着浓度低的地方扩 散。电子要从N型区向P型区扩散，空穴要从P型区 向N型区扩散。 电子和空穴都是带电的，它们扩散的结果就使P区和 N区中原来保持的电中性被破坏了。

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18 耗尽区 P区一边失去空穴，留下了带负电的杂质离子；N区 一边失去电子，留下了带正电的杂质离子。
半导体中的离子虽然带电，但由于物质结构的关系， 它们不能任意移动，因此不参与导电。这些不能移 动的带电粒子通常称为空间电荷，集中在P区和N区 交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，这就 是PN结。 在这个区域内，多数载流子已扩散到对方并复合掉 了，或者说消耗尽了，因此空间电荷区有时又称为 耗尽区。扩散越强，空间电荷区越宽。

19 势垒区 PN结的空间电荷区存在电场，电场的方向是从N区 指向P区的，这说明N区的电位要比P区高，高出的 数值用V0表示，这个电位差称为接触电位差，一般 为零点几伏。 在PN结空间电荷区内，电子势能(-qV0)发生了变化， 电子要从N区到P区必须越过一个能量高坡，一般称 为势垒，因此又把空间电荷区称为势垒区。

20 扩散运动 出现空间电荷区以后，由于正负电荷之间的相互作 用，在空间电荷区中就形成了一个电场，其方向是 从带正电的N区指向带负电的P区。
电场是由载流子扩散运动形成的，称为内电场。 显然，这个内电场的方向是阻止扩散的，因为这个 电场的方向与载流子扩散运动的方向相反。

21 漂移运动 另一方面，根据电场的方向和电子、空穴的带电极 性，这个电场将使N区的少数载流子空穴向P区漂移， 使P区的少数载流子电子向N区漂移，漂移运动的方 向正好与扩散运动的方向相反。 从N区漂移到P区的空穴补充了原来交界面上P区失 去的空穴，从P区漂移到N区的电子补充了原来交界 面上N区所失去的电子，这就使空间电荷减少。 漂移运动的结果是使空间电荷区变窄，其作用正好 与扩散运动相反。 当漂移运动达到和扩散运动相等时，便处于动态平 衡状态。

22 最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。
因浓度差 多子的扩散运动 由杂质离子形成空间电荷区  空间电荷区形成内电场  内电场促使少子漂移  内电场阻止多子扩散 最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。

23 不对称PN结 如果P区和N区的掺杂浓度相同，则耗尽区相对界面对称，称为 对称结。如果一边掺杂浓度大(重掺杂)，一边掺杂浓度小(轻 掺杂)，则称为不对称结，用P+N或PN+表示(+号表示重掺杂区)。 这时耗尽区主要伸向轻掺杂区一边。

24 PN结的单向导电性 当VF的正端接P区，负端接N区时，外加电场与PN结 内电场方向相反。
(1)外加正向电压 当VF的正端接P区，负端接N区时，外加电场与PN结 内电场方向相反。 在外场作用下，PN结的平衡状态被打破，P区的多数 载流子空穴和N区的多数载流子电子都要向PN结移动。 当空穴进入PN结后，就要和一部分负离子中和，使P 区的空间电荷量减少；当电子进入PN结时，中和了部 分正离子，使N区的空间电荷量减少，结果使PN结变 窄。

25 PN结的单向导电性

26 PN结的单向导电性 耗尽区厚度变薄，耗尽区中载流子增加，因而电阻减 小，所以这个方向的外加电压称为正向偏置电压。
半导体的体电阻和PN结电阻相比是很小的，外加电 压将集中在PN结上。外加电压将使PN结的电场由E0 减小到E0-EF ，电子的电势能将由-qV0减为-q(V0-VF)， 势垒降低了，P区和N区中能越过势垒的多数载流子 大大增加，形成扩散电流。 扩散运动将大于漂移运动，N区电子不断扩散到P区， P区空穴不断扩散到N区。PN结内的电流便由起支配 地位的扩散电流所决定，在外电路上形成一个流入P 区的电流，称为正向电流IF。外加电压只要稍有变化， 便能引起电流的显著变化。 正向的PN结表现为一个很小的电阻。

27 PN结的单向导电性 (2)外加反向电压 当外加电压VR的正端接N区，负端接P区时，外加 电场方向与PN结内电场方向相同。在这种外电场 作用下，P区中的空穴和N区中的电子都将进一步 离开PN结，使耗尽区厚度加宽，这时PN结处于反 向偏置。

28 PN结的单向导电性

29 PN结的单向导电性 外加电压将使PN结电场由E0增加到E0+ER，电子的电 势能将由-qV0增至-q(V0+VR)，使P区和N区中的多数 载流子很难越过势垒，因此扩散电流趋近于零。 由于结电场的增加,使N区和P区中的少数载流子更容 易产生漂移运动，PN结内的电流由漂移电流决定。 漂移电流的方向与扩散电流相反，表现在外电路上有 一个流入N区的反向电流IR，由少数载流子的漂移运 动形成。由于少数载流子浓度很小，所以IR很微弱， 一般为微安数量级。 少数载流子由本征激发产生，其数值决定于温度，几 乎与外加电压VR无关。在一定温度T下，由于热激发 而产生的少数载流子的数量是一定的，电流的值趋于 恒定，反向电流IR就是反向饱和电流，用Is表示。

30 PN结的单向导电性 由于Is很小，所以PN结在反向偏置时，呈现出一个很 大的电阻，可认为它基本是不导电的。
PN结的正向电阻很小，反向电阻很大，这就是它的 单向导电性。PN结的单向导电性关键在于耗尽区的 存在，且其宽度随外加电压而变化。

31 PN结V-I特性的表达式 在硅二极管PN结的两端，施加正、反向电压时，根 据理论分析，PN结的V-I特性可表达为
式中iD为通过PN结的电流，VD为PN结两端的外加电压，VT为温度的电压当量=kT/q=0.026V =26mV，k为波耳兹曼常数(1.38×10-23J/K)，T为热力学温度，q为电子电荷(1.6×10-19C)；e为自然对数的底；Is为反向饱和电流。

32 PN结的反向击穿 如果加到PN结两端的反向电 压增大到一定数值时，反向电 流突然增加，这个现象就称为 PN结的反向击穿。
发生击穿所需的反向电压VBR称 为反向击穿电压。 PN结电击穿后电流很大，电 压又很高，因而消耗在PN结 上的功率是很大的，容易使 PN结发热超过它的耗散功率。 在强电场作用下，大大地增加了自由电子和空穴的数目，引起反向电流的急剧增加，这种现象的产生分为雪崩击穿和齐纳击穿两种类型。

33 雪崩击穿 雪崩击穿的物理过程为：在轻掺杂的PN结中，当外 加反向电压时，耗尽区较宽，少子漂移通过耗尽区 时被加速，动能增大。在耗尽区内被加速而获得高 能的少子，会与晶体原子发生碰撞，可使共价键中 的电子激发形成自由电子-空穴对，这种现象称为碰 撞电离。 新产生的电子和空穴与原有的电子和空穴一样，在 电场作用下，又获得能量，又可通过碰撞再产生电 子-空穴对，产生倍增效应。当反向电压增大到某一 数值后，载流子的倍增情况就像积雪山坡上发生雪 崩一样，载流子急剧增加，使反向电流急剧增大， 于是PN结就发生雪崩击穿。 雪崩二极管

34 齐纳击穿 在重掺杂的PN结中，耗尽区很窄，所以不大的反向 电压就能在耗尽区内形成很强的电场。当反向电压大 到一定值时，强电场足以将耗尽区内中性原子的价电 子直接拉出共价键，产生大量电子、空穴对，使反向 电流急剧增大。这种击穿称为齐纳击穿或场致击穿。 发生齐纳击穿需要的电场强度约为2×105V/cm，只 有在杂质浓度特别大的PN结中才能达到。 两种电击穿过程是可逆的，当加在PN结两端的反向 电压降低后，PN结可以恢复原来的状态。但要求反 向电流和反向电压的乘积不超过PN结容许的耗散功 率，超过了就会因为热量散不出去而使PN结温度上 升，直到过热而烧毁，这种现象就是热击穿。 齐纳二极管（稳压二极管）

35 PN结的电容特性 扩散电容：PN结正偏时 势垒电容：PN结反偏时 随外加电压的变化而变化，均为非线性 电容。

36 PN结的温度特性 PN结特性对温度变化很敏感，反映在伏安特性上即为：温度升高，正向特性左移，反向特性下移。

37 几个概念 本征激发 自由电子导电 空穴导电 复合

38 §3-3半导体二极管 (a)点接触型 PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。
半导体二极管的结构：半导体二极管按其结构的不同可分为 点接触型和面接触型两类。 PN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。 (a)点接触型

39 往往用于集成电路制造艺中。PN 结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。
(b)面接触型 (c)平面型 PN结面积大，用于工频大电流整流电路。 往往用于集成电路制造艺中。PN 结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。

40 二极管的V-I特性 二极管的V-I特性和PN结的V-I特性基本上是相同的。

41 正向特性 加于二极管的正向电压只有 零点几伏，但流过管子的电 流却很大，因此管子呈现的 正向电阻很小。
在起始部分，由于正向电压 较小，外电场还不足以克服 PN结的内电场，这时的正向 电流几乎为零。 硅管的门坎电压Vth约为0.5V； 锗管的Vth约为0. 1V。当正向 电压大于Vth时，内电场大为 削弱，电流迅速增长。

42 反向特性 P型半导体中的少数载流子- 电子和N型半导体中的少数 载流子-空穴，在反向电压作 用下很容易通过PN结，形 成反向饱和电流。
由于少数载流子的数目较少， 所以反向电流很小，硅管的 反向电流比锗管小得多。 温度升高时，由于少数载流 子增加，反向电流将随之急 剧增加。

43 反向击穿特性 当增加反向电压时，在一定 温度条件下，少数载流子数 目有限、故起始一段反向电 流没有多大变化。
当反向电压增加到一定大小 时，反向电流剧增，这叫做 二极管的反向击穿，其原因 和PN结击穿相同。

44 二极管的参数 最大整流电流IF ：长期运行时，允许通过的最大正向 平均电流。
反向击穿电压VRR：反向击穿时的电压值。一般手册 上给出的最高反向工作电压约为击穿电压的一半。 反向电流IR：未击穿时的反向电流，值愈小，单向导 电性愈好。 极间电容：(1)势垒电容CB； (2)扩散电容CD

45 极间电容 势垒电容CB：PN结交界处 形成的势垒区，是积累空间 电荷的区域，当PN结两端 电压改变时，就会引起积累 在PN结的空间电荷的改变。 扩散电容CD：为了要使P区 形成扩散电流，注入的少数 载流子电子沿P区必须有浓 度差，在结的边缘处浓度大， 离结远的地方浓度小，也就 是说在P区有电子的积累。 同理，在N区也有空穴的积 累。

46 国产半导体二极管参数

47 半导体路件型号命名方法 2AP7

48 型号组成部分的符号及意义

49 §3-4二极管基本电路及分析方法 二极管是一种非线性器件，因而 二极管电路一般要采用非线性电 路的分析方法。
理想模型：由图a可见，在正向 偏置时，其管压降为0V，而当二 极管处于反向偏置时，认为它的 电阻为无穷大，电流为零。虚线 表示实际二极管的V-I特性。 在实际的电路中，当电源电压远 比二极管的管压降大时，利用此 法来近似分析是可行的。

50 恒压降模型 基本思想是当二极管导通后， 其管压降认为是恒定的，且不 随电流而变，典型值为0.7V。 不过，这只有当二极管的电流 iD近似等于或大于l mA时才是 正确的。 该模型提供了合理的近似，因 此应用也较广。

51 小信号模型 如果二极管在它的V-I特性的某一 小范围内工作，如在静态工作点 Q(即V-I特性上的一个点，vD=VD， iD=ID)附近工作，则可把V-I特性看 成一条直线，其斜率的倒数就是 所要求的小信号模型的微变电阻rd。

52 折线模型 为了较真实地描述二极管V-I特性， 认为二极管的管压降不是恒定的， 而是随着流过二极管电流的增加而 增加，所以在模型中用一个电池和 一个电阻rD来作进一步的近似。 电池的电压选定为二极管的门坎电 压Vth，约为0.5V。rD的值为当二极 管的导通电流为l mA时，管压降为 0.7V的值

53 例 一限幅电路，R=1k，VREF=3V。 (1)vI=0V、4V、6V时，求相应的输出 电压vo的值；(2)当vI =6sint时，绘出 相应的输出电压vo的波形。 解：(1) 选用折线模型来分析，其等效电路如图b,设Vth=0.5V，rD=200 。 当vI=0V时，二极管截止，vo=vI 当vI=4V时， 当vI=6V时，

54 解答 (2) 输入电压为幅值等于6V的正弦电压，所以(1)中所得 的结果可以用来绘制输出电压的波形。

55 静态分析 例：求VDD=10V时，二极管的 电流ID、电压VD 值。 1. 理想模型 正向偏置时： 管压降为0，电阻也为0。 反向偏置时： 电流为0，电阻为∞。 当iD≥1mA时， vD=0.7V。 2. 恒压降模型 3. 折线模型

56 例：理想二极管电路中 vi= Vm sinωt V，求输出波形vo。
Vm VR 解： Vi> VR时，二极管导通，vo=vi。 Vi< VR时，二极管截止， vo=VR。

57 开关电路 在开关电路中，利用二极管的单向导电性可以接通 或断开电路，在数字电路中得到广泛的应用。
在分析这种电路时，应当掌握一条基本原则，即判 断电路中的二极管处于导通状态还是截止状态，可 以先将二极管断开，然后计算阳、阴两极间是正向 电压还是反向电压、若是前者则二极管导通，否则 二极管截止。

58 二极管开关电路如图。当vI1和vI2为0V或5V时，求vI1和vI2的值不同组合情况下，输出电压vo的值。设二极管是理想的。
解： vI1 vI2 二极管工作状态 D D2 vo 0V V 导通 导通 0V 0V V 导通 截止 0V 5V V 截止 导通 0V 5V V 截止 截止 5V

59 把0V看作数字0，5V看作数字1，则这个电路实现了 与门电路
或门电路？ 将二极管反接，Vcc换成接地（GND，0V），就能 实现数字或门电路。

60 例： 理想二极管电路中 vi=V m sinωt V，求输出波形vo。
Vm V1 V2 Vi>V1时，D1导通、D2截止，Vo=V1。 Vi<V2时，D2导通、D1截止，Vo=V2。 V2<Vi<V1时，D1、D2均截止，Vo=Vi。

61 例：画出理想二极管电路的传输特性（Vo~VI）。
解：① VI<25V，D1、D2均截止。 VO=25V ② VI >25V ，D1导通，D2截止。 VI 25V 75V 100V 50V 125V VO 150V ③VI>137.5V，D1、D2均导通。 VO=100V 137.5

62 例：画出理想二极管电路的传输特性（Vo~VI）。
VI VO - 5V +5V +2.5V -2.5V 当VI<0时 D1导通 D2截止 当VI>0时 D1截止 D2导通

63 试求二极管的静态工作电流IDQ，以及二极管的直流导通电阻R直。 求在室温300K时，D的小信号交流等效电阻r交 。
例：已知二极管D的正向导通管压降VD=0.6V，C为隔直电容，vi(t)为小信号交流信号源。 试求二极管的静态工作电流IDQ，以及二极管的直流导通电阻R直。 求在室温300K时，D的小信号交流等效电阻r交 。 解： C R 1K E 1.5V + VD － vi(t)

64 解： 例：二极管限幅电路:已知电路的输入波形为 v i ,二极管的VD 为0.6伏，试画出其输出波形。
Vi> 3.6V时，二极管导通，vo=3.6V。 Vi< 3.6V时，二极管截止， vo=Vi。

65 低电压稳压电路 稳压电源是电子电路中常见的组成部分。利用二极管 的正向压降特性，可以得到一种稳压性能较好的低电 压的稳压电路。

66 例 在低电压稳压电路中，直流电源电压vI的正常值为10V， R=10k，若vI变化1V时，问相应的硅二极管电压(输 出电压)的变动如何。
由此可得二极管Q点上的电流为： (2)在此Q点上，计算二极管的微变电阻内为

67 解答 (3) 当vI有1V的波动，它可视为一 峰-峰值为2V的交流信号，该信号 作用于由R和rD组成的分压器上。 显然，相应的二极管的信号电压， 可按分压比来计算，即

68 二极管整流 求整流电路的输出波形。 解： 正半周： D1、D3 导通 D2、D4 截止 负半周 D2、D4导通 D1、D3截止

69 §3-5特殊二极管 除普通二极管外，还有若干种特殊二极管，如齐纳 二极管、变容二极管、光电二极管、发光二极管和 激光二极管等

70 齐纳二极管 齐纳二极管又称稳压管，是一种用特殊工艺制造的面 结型硅半导体二极管。
管子的杂质浓度比较大，空间电荷区内的电荷密度大， 区域很窄，容易形成强电场。当反向电压加到某一定 值时，反向电流急增，产生反向击穿。 Vz表示反向击穿电压，即稳压管的稳定电压。电流增量Iz很大，只引起很小的电压变化Vz。曲线愈陡，动态电阻愈小，稳压管的稳压性能愈好。

71 稳压管的稳压过程。 IR IZ Io RL Io IR Vo IZ IR Vo

72 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。 不同型号的管子，其电容最大值可能是5-300PF。最 大电容与最小电容之比约为5:1。变容二极管在高频 技术中应用较多。

73 肖特基二极管 当金属与N型半导体接触时，在其交界 面处会形成势垒区，利用该势垒制作的二极管， 称为肖特基二极管或表面势垒二极管。它的原 理结构图和对应的电路符号如图所示。

74 肖特基二极管结构与符号 (a)结构示意图； (b)电路符号

75 光电二极管 光电二极管的结构与PN结二极管类似，但在PN结处， 通过管壳上的一个玻璃窗口能接收外部的光照。
器件的PN结在反向偏置状态下运行，反向电流随光 照强度的增加而上升。反向电流与照度成正比，灵敏 度的典型值为0.1A/lx数量级。 光电二极管可用来作为光的测量，是将光信号转换为 电信号的常用器件。

76 发光二极管 发光二极管通常用元素周期表中III、V族元 素的化合物，如砷化镓、磷化镓等所制成。
通电流时将发出光来，这是由于电子与空穴 直接复合而放出能量的结果。光谱范围是比 较窄的，其波长由所使用的基本材料而定。

77 光电器件应用 发光二极管的一种重要用途是将电信号变为光信号， 通过光缆传输，然后再用光电二极管接收，再现电信 号。

78 激光二极管 激光二极管的物理结构是在发光二极管的结间安置一 层具有光活性的半导体，其端面经过抛光后具有部分 反射功能，因而形成一光谐振腔。
在正向偏置的情况下，LED结发射出光，并与光谐振 腔相互作用，从而进一步激励，从结上发射出单波长 的光。

79 作业 3.2.1、3.4.1、3.4.3、3.4.7、3.4.8、3.4.9 预习 BJT晶体管

80 教程