晶体二极管及其基本应用电路
一.半导体基础物理知识
1.本征半导体
2.杂质半导体（P型和N型）
3.半导体导电的机理
半导体中有两种载流子，电子和空穴，其对应的运动也有两种，扩散运动和漂移运动，分别形成扩散电流和漂移电流。
扩散运动：外电场的作用；漂移运动：浓度差
二.PN结
1.工艺过程
通过掺杂工艺将本征硅或者锗片的一边做成P型半导体，另一边做成N型半导体，这样它们的表面会形成很薄的特殊物理层，称为PN结。根据P区和N区掺杂浓度的不同可以分为对称结和非对称结，非对称结包括
。
2.形成过程及原理
P区空穴多，N区电子多，形成了载流子浓度差，空穴和电子做扩散运动形成扩散电流
，扩散运动后的电子和空穴分别在其对立区内与空穴和电子复合，在交界面的P区和N区分别留下了不能够移动的等量受主离子和等量施主离子，通常把这个区域叫做空间电荷区，又叫做势垒区。
在交界面形成了势垒电压
，形成的内建电场阻碍扩散运动，此时漂移运动被慢慢加强，形成漂移电流
。
当
=
时，通过空间电荷区的净载流子为0，平衡状态下，空间电荷区的宽度一定，
的值也保持不变。
为施主离子浓度，
受主离子浓度。
一般情况，硅的势垒电压为0.5~0.7V，锗的势垒电压为0.2~0.3V，温度升高1℃，势垒电压降低0.25mV。
3.特性
（1）正向特性
外加电压
加在阻挡层上面时，方向与势垒电压相反，则阻挡层的电压减小为
，阻挡层减小，扩散运动增强，P区的空穴源源不断的通过阻挡层到达N区，N区的电子不断的扩散到P区，形成了由P到N的正向电流。
（2）反向特性
反加电压
加在阻挡层上面时，方向与势垒电压相同，则阻挡层的电压减小为
，阻挡层增大，只有P区的少数载流子通过阻挡层到达N区，N区的少数空穴到P区，形成了由N到P的反向电流
，又叫做反向饱和电流。
硅：
锗：
（3）伏安特性
（4）击穿特性
分为电击穿和热击穿；
雪崩击穿： 阻挡层电压增加，少子漂移通过阻挡层的时候被加速，动能增加，与晶格原子碰撞，把束缚的共价键中的价电子碰撞出来，产生电子空穴对，新的电子空穴对继续碰撞中性原子继续发生碰撞，此过程像雪崩一样。
齐纳击穿： 齐纳击穿发生在重掺杂的PN结当中，其阻挡层很薄，强电场可以将阻挡层内的中性原子的价电子直接从共价键中拉出来，产生电子空穴对，形成场制激发产生大量的载流子，使PN结反相电流急剧增大。其击穿电压较低。击穿电压大于7V，为雪崩击穿，小于5V，齐纳击穿，5V~7V，两者都有。
（5）温度特性
温度上升，正向特性曲线左移，反向特性曲线下移。
（6）电容特性
势垒电容：P区和N区夹着高阻的耗尽区，类似于平板电容器，电容随外加电压的大小而变化。
扩散电容：外加电压引起电荷量的变化而形成的电容效应。
三.晶体二极管
1.晶体二极管的特性
（1）正相特性
（2）反向特性
（3）温度特性
（4）反向击穿性
2.二极管的主要参数
直流参数：
（1）最大整流电流IF：长期运行时允许通过的最大电流
（2）反向击穿电压VBR：二极管反向击穿时的电压
（3）最大反向工作电压VRM：工作时允许的最大电压，一般为击穿电压的一半。
（4）反向电流IR（反向饱和电流Is）：二极管未击穿时候的反向电流，其值越小说明单向导电性越好。
（5）直流电阻RD：直流电压与电流之比，其值是一个变量，静态在工作点斜率的倒数。
交流参数：
（1）交流电阻rd：Q点附近电压变化量
与电流变化量
之比。
（2）结电容Cj：势垒电容和扩散电容总效果。
（3）最高工作频率fM：超过此频率，单向导通性恶化。
2.二极管的模型
（1）理想模型：正向偏置电压降为0，反向偏置电阻无穷大。
（2）恒压降模型：硅管0.7V,锗管0.3V
（3）折线模型：折线代替工作情况。
（4）小信号模型：
2.几种特殊的二极管
（1）齐纳二极管：二极管的击穿电压在电流和温度较大的变化中呈现常数。
Rz动态电阻，其值越小，稳压效果越好！
（2）变容二极管
（3）肖特基二极管 ：肖特基二极管的电流是多数载流子流过势垒删到达冶金面引起的，肖特基二极管没有存储少数载流子，从正偏切换到反偏的时间比普通二极管所用时间短，其次，其反向饱和电流比普通二极管大的多。
（4）发光二极管
（5）光电耦合器
四.晶体二极管的基本电路
（1）整流电路
（2）限幅电路
（3）稳压电路
（4）滤波电路
（5）滤波电路
五.电路仿真
1.全波整流电路。输出峰值12V，负载提供电流120mA,输出纹波小于5%，输入电压120V,频率60Hz.
其他的选型参照前面的计算即可作出
变压器的选择：
Vs的峰值电压：Vs(max)=Vo(max)+2*0.7
Vs的有效值：Vs(max)/1.414
变压比：N1/N2=V1/V2
2.稳压管限幅电路
3.Multisim绘制二极管伏安特性曲线
？？？
