模电课件半导体二极管

模电课件半导体二极管目录•半导体二极管概述•半导体二极管的结构与材料•半导体二极管的工作特性•半导体二极管的应用•半导体二极管的参数与选择•半导体二极管的制作工艺与封装形式目录•半导体二极管概述•半导体二极管的结构与材料•半导体二极管的工作特性•半导体二极管的应用•半导体二极管的参数与选择•半导体二极管的制作工艺与封装形式01半导体二极管概述01半导体二极管概述定义与特性定义半导体二极管是由半导体材料制成的电子器件，其内部具有单向导电性特性正向导通、反向截止，具有整流和开关作用定义与特性定义半导体二极管是由半导体材料制成的电子器件，其内部具有单向导电性特性正向导通、反向截止，具有整流和开关作用工作原理原理当外加正向电压时，内部PN结导通，形成电流；当外加反向电压时，内部PN结截止，阻抗很大，几乎没有电流通过伏安特性随着正向电压的增加，正向电流迅速增加；随着反向电压的增加，反向电流很小，几乎为零工作原理原理当外加正向电压时，内部PN结导通，形成电流；当外加反向电压时，内部PN结截止，阻抗很大，几乎没有电流通过伏安特性随着正向电压的增加，正向电流迅速增加；随着反向电压的增加，反向电流很小，几乎为零类型与用途类型硅二极管和锗二极管等用途用于整流、检波、开关、稳压、信号调制等电路中类型与用途类型硅二极管和锗二极管等用途用于整流、检波、开关、稳压、信号调制等电路中02半导体二极管的结构与材料02半导体二极管的结构与材料PN结结构PN结是由P型半导体和N型半导在正向偏置时，PN结的势垒降在反向偏置时，PN结的势垒增体相接触形成的结，具有空间电低，电子和空穴容易越过势垒，加，电子和空穴不易越过势垒，荷区、势垒区和扩散区三个区域形成正向电流形成反向电流PN结结构PN结是由P型半导体和N型半导在正向偏置时，PN结的势垒降在反向偏置时，PN结的势垒增体相接触形成的结，具有空间电低，电子和空穴容易越过势垒，加，电子和空穴不易越过势垒，荷区、势垒区和扩散区三个区域形成正向电流形成反向电流材料类型010203硅材料锗材料化合物半导体材料硅是最常用的半导体材料，锗也是一种常用的半导体如砷化镓、磷化铟等，具具有高稳定性、低温度系材料，具有较低的禁带宽有较高的电子迁移率和特数和高可靠性等优点度和较好的导电性能殊的能带结构，常用于高速和高频器件材料类型010203硅材料锗材料化合物半导体材料硅是最常用的半导体材料，锗也是一种常用的半导体如砷化镓、磷化铟等，具具有高稳定性、低温度系材料，具有较低的禁带宽有较高的电子迁移率和特数和高可靠性等优点度和较好的导电性能殊的能带结构，常用于高速和高频器件材料特性禁带宽度01禁带宽度是半导体的一个重要参数，决定了半导体的导电性能和热稳定性硅材料的禁带宽度为

1.12eV，而锗材料的禁带宽度为

0.66eV载流子类型与浓度02半导体中的载流子包括电子和空穴，其类型和浓度决定了半导体的导电性能硅和锗中主要载流子类型为电子，而化合物半导体中可能存在多种载流子类型热稳定性和化学稳定性03硅和锗材料具有较好的热稳定性和化学稳定性，而化合物半导体在这方面可能存在一些问题材料特性禁带宽度01禁带宽度是半导体的一个重要参数，决定了半导体的导电性能和热稳定性硅材料的禁带宽度为

1.12eV，而锗材料的禁带宽度为

0.66eV载流子类型与浓度02半导体中的载流子包括电子和空穴，其类型和浓度决定了半导体的导电性能硅和锗中主要载流子类型为电子，而化合物半导体中可能存在多种载流子类型热稳定性和化学稳定性03硅和锗材料具有较好的热稳定性和化学稳定性，而化合物半导体在这方面可能存在一些问题03半导体二极管的工作特性03半导体二极管的工作特性伏安特性正向特性当二极管正向连接时，其电阻很小，伏安特性曲线电流较大描述了二极管两端电压与电流之间的关系随着电压的增加，正向电流迅速增加，而反向电流非常小反向特性当二极管反向连接时，其电阻很大，电流很小伏安特性正向特性当二极管正向连接时，其电阻很小，伏安特性曲线电流较大描述了二极管两端电压与电流之间的关系随着电压的增加，正向电流迅速增加，而反向电流非常小反向特性当二极管反向连接时，其电阻很大，电流很小温度特性温度对正向电压的影响随着温度的升高，正向电压减小温度对反向电流的影响随着温度的升高，反向电流增大温度对击穿电压的影响温度升高可能导致二极管击穿温度特性温度对正向电压的影响随着温度的升高，正向电压减小温度对反向电流的影响随着温度的升高，反向电流增大温度对击穿电压的影响温度升高可能导致二极管击穿频率特性频率对正向电流的影响01随着频率的增加，正向电流减小频率对反向电流的影响02随着频率的增加，反向电流增大频率对截止频率的影响03存在一个截止频率，当信号频率超过该值时，二极管将无法正常工作频率特性频率对正向电流的影响01随着频率的增加，正向电流减小频率对反向电流的影响02随着频率的增加，反向电流增大频率对截止频率的影响03存在一个截止频率，当信号频率超过该值时，二极管将无法正常工作04半导体二极管的应用04半导体二极管的应用整流电路01020304整流半波整流全波整流桥式整流将交流电转换为直流电的过程利用一个二极管单向导电性，利用两个二极管反向并联，将利用四个二极管组成的桥路，将交流电的负半周切除，只保交流电的正负半周都转换为直将交流电的正负半周都转换为留正半周的电路流电的电路直流电的电路整流电路01020304整流半波整流全波整流桥式整流将交流电转换为直流电的过程利用一个二极管单向导电性，利用两个二极管反向并联，将利用四个二极管组成的桥路，将交流电的负半周切除，只保交流电的正负半周都转换为直将交流电的正负半周都转换为留正半周的电路流电的电路直流电的电路检波电路检波包络检波同步检波从调幅信号中提取调制信利用二极管正向导通、反利用一个与调制信号同步号的过程向截止的特性，将调幅信的参考信号，将调幅信号号的包络线还原成调制信还原成调制信号的电路号的电路检波电路检波包络检波同步检波从调幅信号中提取调制信利用二极管正向导通、反利用一个与调制信号同步号的过程向截止的特性，将调幅信的参考信号，将调幅信号号的包络线还原成调制信还原成调制信号的电路号的电路稳压电路稳压串联型稳压电路使输出电压保持恒定的电路利用调整管与二极管串联，通过改变调整管的压降来保持输出电压恒定的电路简单稳压电路开关型稳压电路利用二极管正向导通、反向截利用开关管的高速开关特性，止的特性，将输出电压限制在通过改变开关时间来保持输出一个固定值附近的电路电压恒定的电路稳压电路稳压串联型稳压电路使输出电压保持恒定的电路利用调整管与二极管串联，通过改变调整管的压降来保持输出电压恒定的电路简单稳压电路开关型稳压电路利用二极管正向导通、反向截利用开关管的高速开关特性，止的特性，将输出电压限制在通过改变开关时间来保持输出一个固定值附近的电路电压恒定的电路05半导体二极管的参数与选择05半导体二极管的参数与选择主要参数最大整流电流（I）最高反向工作电压（VR）指二极管长期运行时允许通过的最大正向电指二极管两端允许施加的最大反向电压流反向电流（IR）正向压降（VF）指二极管在规定温度下，允许通过的最大反指二极管通过正向电流时的电压降向电流主要参数最大整流电流（I）最高反向工作电压（VR）指二极管长期运行时允许通过的最大正向电指二极管两端允许施加的最大反向电压流反向电流（IR）正向压降（VF）指二极管在规定温度下，允许通过的最大反指二极管通过正向电流时的电压降向电流选择原则根据电路需求选择合选择反向电流适中的适的最大整流电流和二极管，以确保其可最高反向工作电压靠性考虑二极管的正向压降，确保其在正常范围内选择原则根据电路需求选择合选择反向电流适中的适的最大整流电流和二极管，以确保其可最高反向工作电压靠性考虑二极管的正向压降，确保其在正常范围内使用注意事项01020304正确安装二极管，确保其散热在使用过程中，避免施加超过定期检查二极管，确保其性能注意控制通过二极管的正向电良好其最大反向工作电压的电压稳定可靠流，避免过载使用注意事项01020304正确安装二极管，确保其散热在使用过程中，避免施加超过定期检查二极管，确保其性能注意控制通过二极管的正向电良好其最大反向工作电压的电压稳定可靠流，避免过载06半导体二极管的制作工艺与封装形式06半导体二极管的制作工艺与封装形式制作工艺晶片切割掺杂与制结将生长好的晶体切割成一定厚通过在晶片上引入不同浓度的度的晶片，以便后续加工杂质，形成PN结或其他特殊结构晶体生长表面处理芯片封装通过物理或化学方法，在一定对晶片表面进行清洗、干燥和将制成的芯片进行封装，以保条件下生长出具有特定晶体结化学处理，以去除杂质和表面护芯片免受外界环境的影响构的单晶材料缺陷制作工艺晶片切割掺杂与制结将生长好的晶体切割成一定厚通过在晶片上引入不同浓度的度的晶片，以便后续加工杂质，形成PN结或其他特殊结构晶体生长表面处理芯片封装通过物理或化学方法，在一定对晶片表面进行清洗、干燥和将制成的芯片进行封装，以保条件下生长出具有特定晶体结化学处理，以去除杂质和表面护芯片免受外界环境的影响构的单晶材料缺陷封装形式直插式封装表面贴装封装功率模块封装特殊封装根据应用需求，采用特将芯片直接插入到塑料将芯片粘贴在PCB板上，将多个芯片集成在一个殊材料和工艺制成的封或金属管壳中，通过引通过焊盘与外部电路连封装内，形成具有一定装形式，如陶瓷封装、脚与外部电路连接接功率输出的模块金属封装等封装形式直插式封装表面贴装封装功率模块封装特殊封装根据应用需求，采用特将芯片直接插入到塑料将芯片粘贴在PCB板上，将多个芯片集成在一个殊材料和工艺制成的封或金属管壳中，通过引通过焊盘与外部电路连封装内，形成具有一定装形式，如陶瓷封装、脚与外部电路连接接功率输出的模块金属封装等可靠性测试环境试验寿命测试模拟各种环境条件（如温度、湿度、压力通过加速老化试验，测试半导体二极管的等）对半导体二极管进行测试，以确保其寿命特性，预测其在正常工作条件下的寿在各种环境下的可靠性命电气性能测试机械性能测试对半导体二极管的电气性能进行测试，如对半导体二极管的机械性能进行测试，如正向压降、反向击穿电压、反向漏电流等，引脚可焊性、机械强度等，以确保其在使以确保其符合设计要求用过程中不会发生机械损坏可靠性测试环境试验寿命测试模拟各种环境条件（如温度、湿度、压力通过加速老化试验，测试半导体二极管的等）对半导体二极管进行测试，以确保其寿命特性，预测其在正常工作条件下的寿在各种环境下的可靠性命电气性能测试机械性能测试对半导体二极管的电气性能进行测试，如对半导体二极管的机械性能进行测试，如正向压降、反向击穿电压、反向漏电流等，引脚可焊性、机械强度等，以确保其在使以确保其符合设计要求用过程中不会发生机械损坏感谢您的观看THANKS。