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教师：李良荣

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主要教学内容

主要教学环节主要教学环节1. 1. 课堂教学课堂教学 紧跟老师的教学思路，搞清基本原理，掌紧跟老师的教学思路，搞清基本原理，掌

握解题方法和技巧握解题方法和技巧2. 2. 作业作业 保质、保量、按时完成作业 保质、保量、按时完成作业 3. 3. 实践教学实践教学 演示实验，掌握演示实验，掌握 MultisimMultisim 仿真技术，自仿真技术，自

我实践，验证与探索相结合我实践，验证与探索相结合

教材 实验教材

第第 11 章章 半导体二极管及其应用电路半导体二极管及其应用电路

§1.1 §1.1 半导体基础知识半导体基础知识 自然界中的物质，按其导电能力可分自然界中的物质，按其导电能力可分为三大类：导体、半导体和绝缘体。 为三大类：导体、半导体和绝缘体。 半导体的特点：半导体的特点：

①① 热敏性热敏性②② 光敏性光敏性③③ 掺杂性掺杂性

§1.1.1 §1.1.1 本征半导体本征半导体 完全纯净的、结构完整的半导体材料称完全纯净的、结构完整的半导体材料称为本征半导体。为本征半导体。

1.1. 本征半导体的原子结构及共价本征半导体的原子结构及共价键键

共价键内的两个电子由相邻的原子各用共价键内的两个电子由相邻的原子各用一个价电子组成，称为一个价电子组成，称为 束缚电子束缚电子。图。图 1.11.1 所所示为硅和锗的原子结构和共价键结构。 示为硅和锗的原子结构和共价键结构。

硅原子结构模型

原子核

价电子

图 1.1 硅和锗的原子结构和共价键结构

以共价键形式形成晶体

2.2.本征激发和两种载流子本征激发和两种载流子 ————自由电子和空穴自由电子和空穴

温度越高，半导体材料中产生的自由电温度越高，半导体材料中产生的自由电子便越多。束缚电子脱离共价键成为子便越多。束缚电子脱离共价键成为自由电子自由电子后，在原来的位置留有一个空位，称此空位为后，在原来的位置留有一个空位，称此空位为空穴空穴。。 本征半导体中，自由电子和空穴成对出本征半导体中，自由电子和空穴成对出现，数目相同。图现，数目相同。图 1.21.2 所示为本征激发所产生所示为本征激发所产生的的电子电子空穴空穴对对。。

  图图 1.2 1.2 本征激发产生电子空穴对本征激发产生电子空穴对

如图如图 1.31.3 所示，空穴（如图中位置所示，空穴（如图中位置 11 ））出现以后，邻近的束缚电子 （如图中位置出现以后，邻近的束缚电子 （如图中位置22 ）可能获取足够的能量 来填补这个空穴，）可能获取足够的能量 来填补这个空穴，而在这个束缚电子的 位置又出现一个新的空而在这个束缚电子的 位置又出现一个新的空位，另一个束缚电子（如图中位置位，另一个束缚电子（如图中位置 33 ）又会）又会填补这个新的空 位，这样就形成束缚电子 填填补这个新的空 位，这样就形成束缚电子 填补空穴的运动。为 了区别自由电子的运动，补空穴的运动。为 了区别自由电子的运动，称此称此束缚电子填补空穴的运动束缚电子填补空穴的运动 为为空穴运动空穴运动。 。

图图 1.3 1.3 束缚电子填补空穴的运动束缚电子填补空穴的运动

3.3. 结 论 结 论 （（ 11 ）半导体中存在）半导体中存在两种两种载流子，一载流子，一种是种是带负电的自由电子带负电的自由电子，另一种是，另一种是带正电带正电的空穴的空穴 ，它们都可以运载电荷形成电流。 ，它们都可以运载电荷形成电流。

（（ 22 ）本征半导体中，）本征半导体中，自由电子和空自由电子和空穴相伴产生，数目相同穴相伴产生，数目相同。。

（（ 33 ））一定温度下一定温度下，本征半导体中电，本征半导体中电子空穴对的产生与复合相对平衡，子空穴对的产生与复合相对平衡，电子空电子空穴对的数目相对稳定穴对的数目相对稳定。。 （（ 44 ））温度升高温度升高，激发的电子空穴对，激发的电子空穴对数目增加，半导体的数目增加，半导体的导电能力增强导电能力增强。。 空穴的出现是半导体导电区别导体导空穴的出现是半导体导电区别导体导电的一个主要特征。电的一个主要特征。

§1.1.2 §1.1.2 杂质半导体杂质半导体 在本征半导体中加入微量杂质，可使在本征半导体中加入微量杂质，可使其导电性能显著改变。根据掺入杂质的性其导电性能显著改变。根据掺入杂质的性质不同，质不同，杂质半导体杂质半导体分为两类：分为两类：电子型电子型（（ NN 型）型）半导体和半导体和空穴型（空穴型（ PP 型）型）半导体。半导体。

1. 1. NN型半导体型半导体 在硅（或锗）半导体晶体中，掺入微在硅（或锗）半导体晶体中，掺入微量的量的五价元素五价元素，如磷（，如磷（ PP）、砷（）、砷（ AsAs）等，）等，则构成则构成 NN 型半导体。 型半导体。（（ NN，负，带负电），负，带负电）

五价的元素具有五个价电子，它们进五价的元素具有五个价电子，它们进入由硅（或锗）组成的半导体晶体中，五入由硅（或锗）组成的半导体晶体中，五价的原子取代四价的硅（或锗）原子，在价的原子取代四价的硅（或锗）原子，在与相邻的硅（或锗）原子组成共价键时，与相邻的硅（或锗）原子组成共价键时，因为因为多一个价电子多一个价电子不受共价键的束缚，很不受共价键的束缚，很容易成为自由电子，于是半导体中自由电容易成为自由电子，于是半导体中自由电子的数目大量增加。自由电子参与导电移子的数目大量增加。自由电子参与导电移动后，在原来的位置留下一个不能移动的动后，在原来的位置留下一个不能移动的正离子，半导体仍然呈现电中性，但与此正离子，半导体仍然呈现电中性，但与此同时没有相应的空穴产生，如图同时没有相应的空穴产生，如图 1.41.4所示。所示。

图 1.4 N型半导体的共价键结构

2.2.PP型半导体型半导体 在硅（或锗）半导体晶体中，掺入微在硅（或锗）半导体晶体中，掺入微量的量的三价元素三价元素，如硼（，如硼（ BB ）、铟（）、铟（ InIn ）等，）等，则构成则构成 PP型半导体型半导体。。（（ PP，正，带正电），正，带正电）

三价的元素只有三个价电子，在与相三价的元素只有三个价电子，在与相邻的硅（或锗）原子组成共价键时，由于邻的硅（或锗）原子组成共价键时，由于缺少一个价电子缺少一个价电子，在晶体中，在晶体中便产生一个空便产生一个空位位，邻近的束缚电子如果获取足够的能量，，邻近的束缚电子如果获取足够的能量，有可能填补这个空位，使原子成为一个不有可能填补这个空位，使原子成为一个不能移动的负离子，半导体仍然呈现电中性，能移动的负离子，半导体仍然呈现电中性，但与此同时没有相应的自由电子产生，如但与此同时没有相应的自由电子产生，如图图 1.51.5所示。所示。

图 1.5 P型半导体共价键结构

PP 型半导体型半导体中，中，空穴为空穴为多数载流子多数载流子

（（多子多子），自由电子为少数载流子（少），自由电子为少数载流子（少

子）。子）。 PP型半导体主要靠空穴导电。型半导体主要靠空穴导电。

§1.1.3 PN§1.1.3 PN结及其单向导电性结及其单向导电性1. 1. PNPN结的形成结的形成

多数载流子因浓度上的差异而形成的多数载流子因浓度上的差异而形成的运动称为运动称为扩散运动扩散运动，如图，如图 1.61.6所示。所示。

图 1.6 P型和 N型半导体交界处载流子的扩散

由于空穴和自由电子均是带电的粒子，由于空穴和自由电子均是带电的粒子，所以扩散的结果使所以扩散的结果使 PP 区和区和 NN 区原来的电中区原来的电中性被破坏，在交界面的两侧形成一个不能性被破坏，在交界面的两侧形成一个不能移动的带异性电荷的离子层，称此离子层移动的带异性电荷的离子层，称此离子层为为空间电荷区空间电荷区，这就是所谓的，这就是所谓的 PNPN结结，如图，如图1.71.7 所示。在空间电荷区，多数载流子已经所示。在空间电荷区，多数载流子已经扩散到对方并复合掉了，或者说扩散到对方并复合掉了，或者说消耗尽消耗尽了，了，因此因此又称又称空间电荷区为空间电荷区为耗尽层耗尽层。。

图 1.7 PN结的形成

空间电荷区出现后，因为正负电荷的空间电荷区出现后，因为正负电荷的作用，将产生一个作用，将产生一个从从 NN区指向区指向 PP区的区的内电场内电场。。内电场会对内电场会对多数载流子多数载流子的的扩散运动扩散运动起阻碍作起阻碍作用。同时，内电场则可推动少数载流子（用。同时，内电场则可推动少数载流子（ PP区的自由电子和区的自由电子和 NN区的空穴）越过空间电荷区的空穴）越过空间电荷区，进入对方。区，进入对方。少数载流子少数载流子在内电场作用下在内电场作用下有规则的运动称为有规则的运动称为漂移运动漂移运动。。漂移运动和扩漂移运动和扩散运动的方向相反。散运动的方向相反。无外加电场时，通过无外加电场时，通过 PPNN 结的扩散电流等于漂移电流，结的扩散电流等于漂移电流， PNPN 结中无结中无电流流过，电流流过， PNPN 结的宽度保持一定而处于稳结的宽度保持一定而处于稳定状态。定状态。

2. 2. PNPN结的单向导电性结的单向导电性 如果在如果在 PNPN 结两端加上不同极性的电结两端加上不同极性的电压，压， PNPN结会呈现出不同的导电性能。结会呈现出不同的导电性能。

（（ 11）） PNPN结外加正向电压结外加正向电压 PNPN 结结 PP 端接高电位，端接高电位， NN 端接低电位，端接低电位，称称 PNPN 结外加正向电压结外加正向电压，又称，又称 PNPN 结正向偏结正向偏置，简称为置，简称为正偏正偏，如图，如图 1.81.8 所示。 所示。

图 1.8 PN结外加正向电压

（（ 22）） PNPN结外加反向电压结外加反向电压

PNPN 结结 PP 端接低电位，端接低电位， NN 端接高电位，端接高电位，

称称 PNPN 结外加反向电压结外加反向电压，又称，又称 PNPN 结反向偏结反向偏

置，简称为置，简称为反偏反偏，如图，如图 1.91.9 所示。 所示。

图 1.9 PN结外加反向电压

PN结的单向导电性是指是指 PNPN 结外加结外加

正向电压时处于导通状态，外加反向电压正向电压时处于导通状态，外加反向电压

时处于截止状态。时处于截止状态。

3. PN 结的电容效应 在一定条件下（如 PN 结外加电压时）， PN 结具有电容效应， 根据产生原因不同，分为势垒电容（ CB）和扩散电容（（ CCDD ）） 。

当 PN 结外加电压变化时，空间电荷区的宽度会随之变化，空间电荷量也随之增多或减少，其类似于电容的充放电。空间电荷区宽窄变化所等效的电容称为 势垒电容 CB 。

结的结电容PN DBj CCC

当当 PNPN 结正偏时，结正偏时， PP 区的空 穴和区的空 穴和 NN 区的区的电子大量 向对方扩散。扩散到电子大量 向对方扩散。扩散到 PP 区的电子 在边区的电子 在边界附近积累，并向界附近积累，并向 PP 区体内扩散，在扩散过程区体内扩散，在扩散过程中不断与中不断与 PP 区的空 穴复合，经过一段时间后，区的空 穴复合，经过一段时间后，注入注入 PP 区的电子形成一个 稳定的分 布（不均区的电子形成一个 稳定的分 布（不均匀），在匀），在 PNPN 结附近电子浓度大， 即结附近电子浓度大， 即 PP 区一侧区一侧有电子的 积累。同理，有电子的 积累。同理， NN 区一侧有空穴的区一侧有空穴的积累积累。。 当当 PNPN 结正向电压增大时，扩散运动相对结正向电压增大时，扩散运动相对增强，则增强，则 PP 、、 NN 两侧积累的电子、空 穴增多；两侧积累的电子、空 穴增多；当当 PNPN 结正向电压减小时则减少。在结正向电压减小时则减少。在 PP 、、 NN两侧两侧积累电子、空 穴的变化积累电子、空 穴的变化与电容的充放电类与电容的充放电类似，这种电容效应称为似，这种电容效应称为 扩散电容扩散电容 CCDD。 。

§1.2 §1.2 半导体二极管半导体二极管§1.2.1 §1.2.1 二极管的结构及符号二极管的结构及符号

半导体半导体二极管二极管同同 PNPN 结一样具结一样具有单向导有单向导电性电性。二极管按半导体材料的不同可以分为。二极管按半导体材料的不同可以分为硅二极管、锗二极管和砷化镓二极管等。可硅二极管、锗二极管和砷化镓二极管等。可分为点接触型、面接触型和平面型二极管三分为点接触型、面接触型和平面型二极管三类，如图类，如图 1.101.10所示。所示。

图图 1.10 1.10 不同结构的各类二极管不同结构的各类二极管

点接触型高频特性好，面接触型、平面型的电流大。

图图 1.111.11 所示为所示为二极管的符号二极管的符号。由。由 PP 端端引引出的电极 是出的电极 是正极正极（阳极（阳极 AA ），由），由 NN 端端引出的引出的电极是电极是负极负极（阴极（阴极 KK ），箭头的方 向表示正），箭头的方 向表示正向电流的方 向，向电流的方 向， VDVD 是二极管的文字符号。 是二极管的文字符号。

图图 1.11 1.11 二极管的符号二极管的符号

常见的二极管有常见的二极管有金属、塑料和玻璃金属、塑料和玻璃三种三种封装封装形式。按照形式。按照应用应用的不同，二极管分为的不同，二极管分为整流、整流、检波、开关、稳压、发光、光电、快恢复和变检波、开关、稳压、发光、光电、快恢复和变容二极管容二极管等。根据使用的不同，二极管的外形等。根据使用的不同，二极管的外形各异，图各异，图 1.121.12所示为几种所示为几种常见常见的二极管的二极管外形外形。。

图图 1.12 1.12 常见的二极管 外形 常见的二极管 外形

§1.2.2 §1.2.2 二极管的伏安特性及主要参数二极管的伏安特性及主要参数

1.1.二极管的伏安特性二极管的伏安特性

二极管两端的电压二极管两端的电压 UU及其流过二极管的电流及其流过二极管的电流 II之之间的关系曲线，称为二极管的伏安特性。间的关系曲线，称为二极管的伏安特性。

（（ 11）正向特性）正向特性 二极管外加正向电压时，电流和电压的关系称为二极管外加正向电压时，电流和电压的关系称为二极管的正向特性。如图二极管的正向特性。如图 1.131.13 所示，当二极管所加正所示，当二极管所加正向电压比较小时（向电压比较小时（ 0<0<UU<<UUthth），二极管上流经的电流为），二极管上流经的电流为00 ，管子仍截止，此区域称为，管子仍截止，此区域称为死区死区，， UUthth称为死区电压称为死区电压（门坎电压）。（门坎电压）。硅二极管的死区电压约为硅二极管的死区电压约为 0.50.5VV ，，锗二锗二极管的死区电压约为极管的死区电压约为 0.10.1VV。导通时其。导通时其正向压降正向压降硅管约硅管约0.7V0.7V，锗管约，锗管约 0.3V0.3V。。

图 1.13 二极管的伏安特性曲线

硅材料锗材料

（（ 22）反向特性）反向特性 二极管外加反向电压时，电流和电压的关系称为二二极管外加反向电压时，电流和电压的关系称为二极管的反向特性。由图极管的反向特性。由图 1.131.13 可见，二极管外加反向电可见，二极管外加反向电压时，压时，反向电流很小反向电流很小（（ II≈-≈-IISS），而且在相当宽的反向），而且在相当宽的反向电压范围内，反向电流几乎不变，因此，称此电流值为电压范围内，反向电流几乎不变，因此，称此电流值为二极管的二极管的反向饱和电流反向饱和电流。。

（（ 33）反向击穿特性）反向击穿特性 从图从图 1.131.13 可见，当反向电压的值增大到可见，当反向电压的值增大到 UUBRBR 时，反时，反向电压值稍有增大，反向电流会急剧增大，称此现象为向电压值稍有增大，反向电流会急剧增大，称此现象为反向击穿，反向击穿， UUBRBR 为为反向击穿电压反向击穿电压。利用二极管的 反向击。利用二极管的 反向击穿特性，可以做成稳压二极管，但穿特性，可以做成稳压二极管，但一般一般的二极管的二极管 不允许不允许工作在反向击穿区。工作在反向击穿区。

2.2.二极管的温度特性二极管的温度特性 二极管是对温度非常敏感的器件。实验二极管是对温度非常敏感的器件。实验表明，随表明，随温度升高温度升高，二极管的，二极管的正向压降会减正向压降会减小小，正向伏安特性左移，即二极管的正向压，正向伏安特性左移，即二极管的正向压降具有负的温度系 数（约为降具有负的温度系 数（约为 -2-2mVmV/℃/℃ ）；温）；温度升高，度升高，反向饱和电流会增大反向饱和电流会增大，反向伏安特，反向伏安特性下移，温度每升高性下移，温度每升高 10℃10℃ ，反向电流大约，反向电流大约增加一倍。图增加一倍。图 1.141.14 所示为温度对二极管伏所示为温度对二极管伏安特性的影响。 安特性的影响。

图图 1.14 1.14 温度对二极管伏安特性的影温度对二极管伏安特性的影响响

3.3.二极管的主要参数二极管的主要参数

（（ 11）最大整流电流）最大整流电流 IIFF

最大整流电流最大整流电流 IIFF是指二极管长期连续是指二极管长期连续工作时，允许通过二极管的最大正向电流工作时，允许通过二极管的最大正向电流的平均值。的平均值。

（（ 22）最高反向工作电压）最高反向工作电压 UURMRM

是指二极管工作时允许外加的最大反是指二极管工作时允许外加的最大反向电压。此值通常为反向击穿电压向电压。此值通常为反向击穿电压 UUBRBR的的一半。一半。

（（ 33）反向饱和电流）反向饱和电流 IISS

它是指管子没有击穿时的反向电流值。其它是指管子没有击穿时的反向电流值。其值愈小，说明二极管的单向导电性愈好。值愈小，说明二极管的单向导电性愈好。 （（ 44）结电容）结电容 C C jj

结电容结电容 C C j j 是势垒电容是势垒电容 CCB B 与扩散电容与扩散电容 CCD D

之和，此值很小，一般低频应用可忽略，但高之和，此值很小，一般低频应用可忽略，但高频应用时必须考虑。频应用时必须考虑。 （（ 55）最高工作频率）最高工作频率 ffMM

ffM M 是二极管工作的上限频率，超过此值，是二极管工作的上限频率，超过此值，由于结电容的作用，将不能很好地体现二极管由于结电容的作用，将不能很好地体现二极管的单向导电性。的单向导电性。

4. 4. 二极管的型 号二极管的型 号2 C Z 52 A2 C Z 52 A

二极管N 型硅材料整流管整流管最高反压 URM=25V

2 A P 92 A P 9

5. 5. 二极管的模型二极管的模型（（ 11 ）理想情况）理想情况

（（ 22）恒压模型）恒压模型正向压降恒定：硅正向压降恒定：硅0.7V0.7V；锗；锗 0.3V0.3V

正向压降为正向压降为 00 ，，反向压降为∞反向压降为∞

§1.2.3 §1.2.3 二极管的测试二极管的测试1.1.二极管极性的判定二极管极性的判定

将红、黑表笔分别接二极管的两个电将红、黑表笔分别接二极管的两个电极，若测得的电阻值很小（几千欧以下），极，若测得的电阻值很小（几千欧以下），则黑表笔所接电极为二极管正极，红表笔所则黑表笔所接电极为二极管正极，红表笔所接电极为二极管的负极；若测得的阻值很大接电极为二极管的负极；若测得的阻值很大（几百千欧以上），则黑表笔所接电极为二（几百千欧以上），则黑表笔所接电极为二极管负极，红表笔所接电极为二极管的正极，极管负极，红表笔所接电极为二极管的正极，如图如图 1.151.15所示。所示。

图图 1.15 1.15 二极管极性的测试二极管极性的测试

2.2.二极管好坏的判定二极管好坏的判定 （（ 11）若测得的反向电阻很大（几百千）若测得的反向电阻很大（几百千欧以上），正向电阻很小（几千欧以下），欧以上），正向电阻很小（几千欧以下），表明二极管性能良好。表明二极管性能良好。 （（ 22）若测得的反向电阻和正向电阻都）若测得的反向电阻和正向电阻都很小，表明二极管短路，已损坏。很小，表明二极管短路，已损坏。 （（ 33）若测得的反向电阻和正向电阻都）若测得的反向电阻和正向电阻都很大，表明二极管断路，已损坏。很大，表明二极管断路，已损坏。

§1.2.4 §1.2.4 二极管应用电路举例二极管应用电路举例 普通二极管的应用范围很广，可用于普通二极管的应用范围很广，可用于

开关、稳压、整流、限幅、钳位等电路。开关、稳压、整流、限幅、钳位等电路。

R1

500

R2

2K

+10V

+6V

Uo

A

6.7V

R1

5K

R2

2K

+10V

Uo

A

0.7V

钳位

）（Vsin tui 限幅

§1.2.5 §1.2.5 特殊二极管特殊二极管1.1.稳压二极管稳压二极管

稳压二极管又名齐纳二极管，简称稳压二极管又名齐纳二极管，简称稳稳压管压管，是一种用特殊工艺制作的面接触型，是一种用特殊工艺制作的面接触型硅半导体二极管，这种管子的杂质浓度比硅半导体二极管，这种管子的杂质浓度比较大，容易发生击穿，其击穿时的电压基较大，容易发生击穿，其击穿时的电压基本上不随电流的变化而变化，从而达到稳本上不随电流的变化而变化，从而达到稳压的目的。稳压管压的目的。稳压管工作于反向击穿区工作于反向击穿区。。

（（ 11）稳压管的伏安特性和符号）稳压管的伏安特性和符号 图图 1.201.20 所示为稳压管的伏安特性和符号。所示为稳压管的伏安特性和符号。

图 1.20 稳压二极管的伏安特性和符号

DZ

R

UE

（（ 22）稳压管的主要参数）稳压管的主要参数 ① ① 稳定电压稳定电压 UUZZ 。它是指当稳压管中的电流为 规定。它是指当稳压管中的电流为 规定值时，稳压管在电路中其两 端产生的稳定电压值。值时，稳压管在电路中其两 端产生的稳定电压值。 ② ② 稳定电流稳定电流 IIZZ。它是指稳压管工作在稳压状态时，。它是指稳压管工作在稳压状态时，稳压管中流过的电流，有最小稳定电流稳压管中流过的电流，有最小稳定电流 IIZminZmin和最大稳和最大稳定电流定电流 IIZmaxZmax之分。之分。 ③ ③ 耗散功率耗散功率 PPZMZM 。它是指稳压管正常工作时，管。它是指稳压管正常工作时，管子上允许的最大耗散功率。子上允许的最大耗散功率。 ④ ④ 动态电阻动态电阻 rrZZ 。 它是稳压管工作在稳压区时，其。 它是稳压管工作在稳压区时，其端电压变化量与其电流变化量之比端电压变化量与其电流变化量之比（越小越好）（越小越好）

z

zz I

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（（ 33）应用稳压管应注意的问题）应用稳压管应注意的问题 ① ① 稳压管稳压时，一定要稳压管稳压时，一定要外加反向电外加反向电压压，保证管子工作在反向击穿区。当外加的，保证管子工作在反向击穿区。当外加的反向电压值反向电压值大于或等于大于或等于 UUZZ时，才能起到稳压时，才能起到稳压作用；若外加的电压值小于作用；若外加的电压值小于 UUZZ，稳压二极管，稳压二极管相当于普通的二极管使用。相当于普通的二极管使用。 ② ② 在稳压管稳压电路中，一定要配合在稳压管稳压电路中，一定要配合限流电阻限流电阻的使用，保证稳压管中流过的电流的使用，保证稳压管中流过的电流在规定的范围之内。在规定的范围之内。 ③ ③ 最大工作电流最大工作电流 IIzmaxzmax 。。 最小工作电流最小工作电流 IIzmixzmix 。。

2.2.发光二极管发光二极管 发光二极管是一种光发射器件，英文缩发光二极管是一种光发射器件，英文缩写是写是 LEDLED 。此类管子通常由镓（。此类管子通常由镓（ GaGa ）、砷）、砷（（ AsAs ）、磷（）、磷（ PP ）等元素的化合物制成，管）等元素的化合物制成，管子正向导通，当导通电流足够大时，能把电能子正向导通，当导通电流足够大时，能把电能直接转换为光能，发出光来。目前发光二极管直接转换为光能，发出光来。目前发光二极管的颜色有红、黄、橙、绿、白和蓝的颜色有红、黄、橙、绿、白和蓝 66 种，所种，所发发光的颜色主要取决于制作管子的材料光的颜色主要取决于制作管子的材料，例如用，例如用砷化镓发出红光，而用磷化镓则发出绿光。其砷化镓发出红光，而用磷化镓则发出绿光。其中白色发光二极管是新型产品，主要应用在手中白色发光二极管是新型产品，主要应用在手机背光灯、液晶显示器背光灯、照明等领域。机背光灯、液晶显示器背光灯、照明等领域。

发光二极管工作时发光二极管工作时导通电压比普通二极导通电压比普通二极管大管大，其工作电压，其工作电压随材料的不同而不同随材料的不同而不同，一，一般为般为 1.71.7VV ～～ 2.42.4VV 。普通绿、黄、红、橙色。普通绿、黄、红、橙色发光二极管工作电压约为发光二极管工作电压约为 22VV；白色发光二极；白色发光二极管的工作电压通常高于管的工作电压通常高于 2.42.4VV ；蓝色发光二极；蓝色发光二极管的工作电压一般高于管的工作电压一般高于 3.33.3VV 。发光二极管的。发光二极管的工作电流一般在工作电流一般在 22mAmA～～ 2525mAmA的范围。的范围。

发光二极管应用非常广泛，常用作各种电发光二极管应用非常广泛，常用作各种电子设备如仪器仪表、计算机、电视机等的电源子设备如仪器仪表、计算机、电视机等的电源指示灯和信号指示等，还可以做成七段数码显指示灯和信号指示等，还可以做成七段数码显示器等。发光二极管的另一个重要用途是将电示器等。发光二极管的另一个重要用途是将电信号转为光信号。普通发光二极管的外形和符信号转为光信号。普通发光二极管的外形和符号如图号如图 1.231.23所示。所示。

图 1.23 发光二极管的外形和符号

3*.3*.光电二极管光电二极管 光电二极管又称为光敏二极管，它是一种光接光电二极管又称为光敏二极管，它是一种光接受器件，其受器件，其 PNPN结结工作在反偏状态工作在反偏状态，可以将光能转，可以将光能转换为电能，实现光电转换。换为电能，实现光电转换。

图图 1.241.24 所示为光电二极管的基本电路和 符号。 所示为光电二极管的基本电路和 符号。

图图 1.24 1.24 光电二极管的基本电路和符号光电二极管的基本电路和符号

4*.4*.变容二极管变容二极管 图图 1.251.25 所示为变容二极管所示为变容二极管的符号。此种管子是利用的符号。此种管子是利用 PNPN结结的电容效应进行工作的，它工的电容效应进行工作的，它工作在反向偏置状态，当外加的作在反向偏置状态，当外加的反偏电压变化时，其电容量也反偏电压变化时，其电容量也随着改变。随着改变。

图图 1.25 1.25 变容二极管的符号变容二极管的符号

5*.5*.激光二极管激光二极管 激光二极管是在发光二极管的激光二极管是在发光二极管的 PNPN 结间结间安置一层具有光活性的半导体，构成一个光安置一层具有光活性的半导体，构成一个光谐振腔。工作时接正向电压，可发射出激光。谐振腔。工作时接正向电压，可发射出激光。 激光二极管的应用非常广泛，在计算机激光二极管的应用非常广泛，在计算机的光盘驱动器，激光打印机中的打印头，激的光盘驱动器，激光打印机中的打印头，激光唱机，激光影碟机中都有激光二极管。光唱机，激光影碟机中都有激光二极管。