電子學103-Chapter4 二極體＆特殊二極體
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本文介绍了二极管及其变种，包括齐纳二极管和光电二极管的工作原理和应用，强调了半导体材料的n型和p型特性，以及二极管在顺向和逆向偏压下的行为。文中还讨论了发光二极管（LED）以及其在节能照明中的重要性，提及蓝光LED的发展与应用。最后，提到太阳能电池的原理及其在环保领域的潜力。
電子學103-Chapter4 二極體＆特殊二極體
- 1. 1 物理系光電組⼆二年級 電⼦子學 授課⽼老師：輔仁⼤大學物理系 副教授 張敏娟 單元六 ⼆二極體＆特 殊⼆二極體 2015 spring
- 10. 16 • 飄移（Drift）與擴散(Diffusion)的數學公式 電⼦子流與電洞流， 與電場⼤大⼩小成正⽐比 電⼦子流與電洞流， 與載⼦子濃度變化量 成正⽐比 半導體的導電：主要載⼦子的移動
- 20. 七種特殊二極體
- 25. 6 1 齊納二極體（Zener Diode） ★順向偏壓時，齊納二極體與一般二極體相同。 ★逆向偏壓時，一般二極體超過一個值之後，產 生雪崩擊穿（Avalanche breakdown）。
- 26. 7 1 齊納二極體（Zener Diode） ★順向偏壓時，齊納二極體與一般二極體相同。 ★逆向偏壓時，一般二極體超過一個值之後，產 生雪崩擊穿（Avalanche breakdown）。而齊納二 極體，產生齊納擊穿（Zener breakdown）。
- 27. 8 齊納二極體IV特性曲線圖
- 30. 11 齊納二極體IV特性曲線圖 ★VZ稱為齊納電壓 ★IZ(min)到 IZ(max) 稱為齊納區 ★齊納二極體就工 作在齊納區（反向 擊穿區）。
- 31. 12 齊納二極體IV特性曲線圖 ★VZ稱為齊納電壓 ★IZ(min)到 IZ(max) 稱為齊納區 ★齊納二極體就工 作在齊納區（反向 擊穿區）。 ★齊納二極體和一 般二極體的陽極與 陰極接法相反。
- 32. 13 齊納二極體IV特性曲線圖 ★VZ稱為齊納電壓 ★IZ(min)到 IZ(max) 稱為齊納區 ★齊納二極體就工 作在齊納區（反向 擊穿區）。 ★齊納二極體和一 般二極體的陽極與 陰極接法相反。 ★開關模型也適用， 當逆向偏壓絕對值 小於齊納電壓時， turn off，反之， turn on。
- 53. 3 太陽能電池的應用 28
- 54. 3 太陽能電池的應用 29
- 55. 4 發光二極體(Light-Emitting Diode, LED) 55
- 56. 32 4 發光二極體(Light-Emitting Diode, LED) 常見3種顏色的LED 用在公車上的LED
- 57. 4. 發光二極體(LED)符號 57 早期只能夠發出低光度的紅光， 時至今日，能 夠發出的光已經遍及可見光、紅外線及紫外 線，光度亦提高到相當高的程度。 隨著白光發 光二極體的出現，逐漸發展至照明用途。 材料不是矽
- 58. 17 4 發光二極體(LED)指示燈 3mm 普通圓形LED 紅光 每個約台幣1.5元 3mm 普通圓形LED 黃光 每個約台幣1.5元 3mm 普通圓形LED 綠光 每個約台幣1.5元 3mm透明 超高亮LED 藍光 每個約台幣6元 3mm透明 超高亮LED 純綠光 每個約台幣7.5元 3mm透明 超高亮LED 白光 每個約台幣9.5元 可見光指示燈
- 59. 18 4 發光二極體(LED)指示燈 8mm 普通圓形LED 紅光 每個約台幣4元 8mm 普通圓形LED 黃光 每個約台幣4元 8mm 普通圓形LED 綠光 每個約台幣4元 8mm透明 高亮LED 藍光 每個約台幣10元 8mm透明 高亮LED 白光 每個約台幣13元 可見光指示燈
- 60. 19 4 發光二極體(LED)數字與文字 0.5吋 8X2 七段顯示器 黑面白膠紅色每個約台幣23元 數字與文字 七段顯示器 點陣式顯示器
- 63. 4 發光二極體(LED)的規格 22 規格 1. 顏色， 2. 峰值波長， 3. 順向偏壓， 4. 順向電流， 5. 詳細規格表
- 64. 4 發光二極體(LED)的材料 • LED靠處於低能帶的電子吸收光子，躍遷 至高能帶，再以輻射光子的形式釋放能 量，躍遷至低能帶。 • 矽和鍺，輻射的光子微不足道。因此，LED 的材料，通常是磷砷化鎵(GaAsP)，磷化鎵 (GaP)等。其中，磷砷化鎵LED發光波長與 磷和砷的比例有關，含磷比例愈高、波長 越短。 23
- 77. 77 ⽩白光LED燈泡使⽤用壽命也更⻑⾧長，可以維持10 萬個⼩小時，遠超過⽩白熾燈泡的1000⼩小時與⽇日 光燈管的1萬⼩小時，有助於減少材料的消耗。 10萬個⼩小時 1000⼩小時 1萬⼩小時
- 89. 問答題:光電⼆二極體和太陽 能⼆二極體的⼯工作區，在哪？ 89 光電⼆二極體 逆向電流 逆向電壓 ! 太陽能⼆二極體 逆向電流 順向電壓
- 95. 5 蕭特基二極體(Schottky Diode) 27 Schottky diode is a metal- semiconductor (MS) diode 金屬-半導體二極體
- 99. 6 透納二極體(Tunnel Diode) 30 符號 I-V特性圖 負電阻效應 量子穿隧效應
- 101. 6 透納二極體(Tunnel Diode) 32 電子穿隧效應減 弱，隧道電流減 小。此時出現負 電阻效應。 振盪器、脈波產 生器、數位電路 的正反器，等等。
- 106. 7 半導體雷射二極體 (Semiconductor Laser Diode) 106
- 107. 7 半導體雷射二極體 (Semiconductor Laser Diode) 34 跟LED超級像的喔~但發 光原理不同。
- 108. 7 半導體雷射二極體 (Semiconductor Laser Diode) 35 Light emitting diodes vs. Laser diodes LEDs are based on spontaneous emission, and have 1.A broad output beam that is hard to capture and focus 2.A relatively broad spectral profile 3. Low to moderate overall efficiency 4. Moderate to high speed (≈ 1/t min) ! Laser Diodes are based on stimulated emission, and have the opposite characteristics 1. Narrow, highly directed output 2. Sharp, narrow emission spectrum 3. High differential and overall efficiency 4. High to very high speed Stimulated emission occurs when a passing photon triggers the recombination of an electron and hole, with emission of a second photon with the same frequency (energy), momentum, and phase. 自發的發光 激發的發光
- 109. 7 半導體雷射二極體 (Semiconductor Laser Diode) 36 價帶 導帶
- 110. 7 半導體雷射二極體 (Semiconductor Laser Diode) 37 吸收光 價帶 導帶
- 111. 7 半導體雷射二極體 (Semiconductor Laser Diode) 38 自發的發光吸收光 價帶 導帶
- 112. 7 半導體雷射二極體 (Semiconductor Laser Diode) 39 自發的發光激發的發光吸收光 價帶 導帶
- 113. 7 半導體雷射二極體 (Semiconductor Laser Diode) 40 電壓 電流 電流 光功率 體積小、構造簡單、效率高。做光纖通訊的光源或是 光碟系統的寫入與讀出的光源，等等。但是功率與單 色性，比不上其他Laser。
- 117. ⼤大訊號模型與⼩小訊號模型 ⼆二極體模型
- 119. 9 小訊號模型大訊號模型 大訊號模型 =偏壓模型 小訊號模型 大訊號模型 =偏壓模型 小訊號模型 =小阻抗模型 直流電
- 120. 9 小訊號模型大訊號模型 大訊號模型 =偏壓模型 小訊號模型 大訊號模型 =偏壓模型 小訊號模型 =小阻抗模型 交流電
- 121. 9 小訊號模型大訊號模型 大訊號模型 =偏壓模型 小訊號模型 大訊號模型 =偏壓模型 小訊號模型 =小阻抗模型 直流電 ＋交流電
- 125. 半波整流器與全波整流器 ⼆二極體應⽤用
- 126. 11 上波保留 1. 半波整流器: 原理
- 133. 15 2. 全波整流器：原理
- 134. 16 全波整流器(橋式整流器)
- 135. 17 全波整流器: 穩壓電容與阻抗
- 138. 整流電路 20 電網電壓 電源變壓 整流電路 濾波電路 電壓調節器 輸出 t v ⿑齊納⼆二極體電容半波與全波變壓器牆上插座
- 148. 輸⼊入 交流電 輸出 直流電 橋式整流: + – 這線路⽤用 4 個⼆二極體 D1 D2 D4 D3
- 149. 輸⼊入 交流電 輸出 直流電 當輸⼊入端是 上正下負 時,電 流流經 綠⾊色 的⼆二極管: + – D1 D2 D4 D3
- 150. 輸⼊入 交流電 輸出 直流電 當輸⼊入端是 上負下正 時,電 流流經 橘⾊色 的⼆二極管: + – D1 D2 D3 D4
- 153. 當變壓器是 上正下負 時,電流流經 綠⾊色 的⼆二極體: 負 載 _ + D2 D1
- 154. 當變壓器是 上負下正 時,電流流經 橘⾊色 的⼆二極管: 負 載 + _ D2 D1
- 158. 158 第六單元 結束