模电课程设计--二极管特性的研究

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1、 1 课程设计（论文）课程设计（论文） 课程名称：模拟电子线路电课程设计 题 目：二极管特性的研究 2 摘摘 要要 半导体二极管是由 PN 结用外壳封装起来，并加上电极引线构成的。 常见的二极管结构有：点接触型二极管，由一根金属丝经过特殊工艺与半 导体表面相接形成 PN 结。因而结面积小，不能通过较大的电流。但其结电容较 小，一般在 1pF 一下，工作频率可达 100MHz 以上。因此适用于高频电路和小功 率整流；面接触性二极管，是采用合金法工艺制成的。结面积大，能够流过 较大的电流，但其结电容大，因而只能在较低频率下工作，一般仅作为整流管。 平面二极管，是采用扩散法制成的，结面积较大的可用于

2、大功率整流，结面 积小的可作为脉冲数字电路中的开关管。 二极管的特性：具有单方向导电性。在电路中，电流只能从二极管的正极流 入，负极流出。二极管的管压降：硅二极管（不发光类型）正向管压降 0.7V， 铢管正向管压降为 0.3V，发光二极管正向管压降随不同发光颜色而不同。二极 管的电压与电流不是线性关系，所以将不同的二极管并联时候要接相适应的电 阻。 二极管的主要参数：用来表示二极管的性能好坏和适应范围的技术指标。 最大整流电流 IF最高反向工作电压 UR 反向电流 IR最高工作频率 fM 。 关键词关键词：半导体二极管 管压降 3 目目 录录 1 1 绪论绪论第第 1 1 页页 2 2 设计任

3、务设计任务第第 2 2 页页 3 3 设计电路设计电路第第 3 3 页页 4 4 结论总结结论总结第第 7 7 页页 5 5 收获心得收获心得第第 7 7 页页 6 6 参考文献参考文献第第 7 7 页页 4 二极管交流特性的研究 1 绪论绪论 EWB 基于 PC 平台的电子设计软件，它提供了一个功能全名的 SPICE A/D 系 统，支持模拟和数字混合电路的分析和设计，创造了集成的一体化设计环境， 把电路原理图的输入、仿真和分析紧密地结合起来。系统将 SPICE 仿真器完全 集成在原理图输入和测试仪器等工具中。与其他 Windows 环境下的系统软件相 类似，它具有图形化界面，提供按钮时的工

4、具栏，各个菜单中各个选项的物理 意义一目了然。在输入原理图时，自动地将其编辑成网络表送到仿真器，加快 建立和管理时间；而在仿真过程中，若改变设计，则立刻获得该变化所带来的 影响，实现了交互式的设计和仿真。 MultisimV7 是 EWB 的新产品，具有更为庞大的元器件模型参数库和更为齐 全的仪器仪表库；除了具有 SPICE A/D 全部分析功能外，还包含万用表、信号 发生器、示波器、频谱分析仪、网络分析仪、失真分析仪、频率计、逻辑分析 仪、波特图仪、瓦特表等 18 种虚拟仪器仪表，可模拟实验室内的操作进行各种 实验。因而，通过学习 Multisim，可以提高仿真能力，综合能力和设计能力， 还

5、可以进一步提高实践能力。 二极管的工作原理，晶体二极管为一个由 P 型半导体和 N 型半导体形成的 P-N 结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压 时，由于 p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流 相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互 相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置 时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置 电压值无关的反向饱和电流 I0。当外加的反向电压高到一定程度时，P-N 结空 间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴 5 对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。P-N 结的反向击 穿有齐纳击穿和雪崩击穿之分。 2 设计任务设计任务 题目：研究二极管的交流特性 从二极管的正向特性出发，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电 位端，二极管就会导通，这种连接方式，称为正向偏置。必须说明，当加在二 极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，流过二极管的正向电流十 分微弱。只有当正向电压达到某一数值（这一数值称为“门坎电