电子电工学(1)课件

电子电工学(1)2024/4/16电子电工学(1)§14.1半导体的导电特性半导体：导电能力介乎导体和绝缘体之间，如锗、硅、硒以及大多数金属氧化物和硫化物都是半导体。

半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。比如：当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变。电子电工学(1)现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。GeSi14.1.1本征半导体电子电工学(1)本征半导体：完全纯净的、具有晶体结构的半导体。晶体中原子排列的方式电子电工学(1)硅单晶中的共价键结构共价键共用电子对+4+4+4+4+4表示除去价电子后的原子电子电工学(1)在获得一定能量（温度升高或光照）后，最外层电子可挣脱原子核的束缚而成为自由电子。失去一个电子就留下一个子空穴，从而使原子呈现为正离子，并吸引邻近的电子。+4+4+4+4本征半导体的导电机理自由电子空穴束缚电子电子电工学(1)本征半导体的导电机理在无外电压的情况下，自由电子与空穴是成对出现的且无规则移动的。自由电子和空穴都称为载流子，温度越高，载流子越多，半导体的导电性也越好，因此温度对半导体的性能影响很大。在外电场的作用下，自由电子作定向移动，空穴则反向移动，形成电流。电子电工学(1)14.1.2N型半导体和P型半导体SiSiPSi自由电子磷原子+N型半导体：在硅或锗晶体中掺入微量杂质（磷元素）后形成半导体。电子电工学(1)SiSiBSi空穴硼原子-P型半导体：在硅或锗晶体中掺入微量杂质（硼元素）后形成半导体。电子电工学(1)总结3、由于载流子的运动方向是无规则的，因此宏观上半导体是不带电的。但掺杂后的半导体的自由电子或空穴剧增，所以导电性也大大提高。1、多数载流子N型半导体：自由电子P型半导体：空穴2、少数载流子N型半导体：空穴P型半导体：自由电子电子电工学(1)§14.2PN结14.2.1PN结的形成P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++空穴自由电子电子电工学(1)P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++内电场E方向空间电荷区空间电荷区的性质：1.多数载流子因扩散复合而消耗了，所以又称为耗尽层。2.空间电荷区中的正负离子不能移动，但在交界面处形成了一个电场，这个电场将阻挡多数载流子的进一步复合，所以又称为阻挡层。3.扩散与漂移达到动态平衡。内电场方向－－－+++PN1212电子电工学(1)14.2.2PN结的单向导电性PN结正向偏置－－－－++++内电场方向外电场方向变窄PN+_内电场被削弱，多子的扩散加强能够形成较大的扩散电流。RI电子电工学(1)PN结反向偏置－－－－++++内电场方向外电场方向变宽NP+_内电场被被加强，多子的扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有限，只能形成较小的反向电流。R电子电工学(1)PN半导体二极管符号§14.3PN结14.3.1基本结构电子电工学(1)14.3.2伏安特性死区电压反向击穿电压U(BR)U（V）0.40.8-50-25-2080604020-40-60电子电工学(1)1.最大整流电流IOM2.反向工作峰值电压URWM3.反向峰值电流IRM14.3.3主要参数电子电工学(1)例：二极管的应用：RRLuiuRuo-+++---+CDtuiutp0tuo0tuR0电子电工学(1)§14.4稳压二极管+-符号：主要参数：UZ1.稳定电压UZIZMUZIZ3.动态电阻rZIZ4.稳定电流IZ2.电压温度系数5.最大允许耗散功率PZMU(v)I(mA)伏安特性曲线电子电工学(1)§14.5半导体三极管BECNNP基极发射极集电极发射结集电结BECPPN基极发射极集电极发射结集电结14.5.1基本结构电子电工学(1)BECNNPNPN型PNPPNP型CEBBECIBIEICBECIBIEIC电子电工学(1)14.5.2电流分配和放大原理IB（mA）00.020.040.060.080.10IC（mA）<0.0010.701.502.303.103.95IE（mA）<0.0010.721.542.363.184.05RBIBECEBmAICIE-++-CEB6v

AmA电子电工学(1)晶体管中的电流BECNNPEBRBEc-+-+载流子运动BECNNPEBRBEcICBOIBE++--ICEIEIBIC电流分配电子电工学(1)14.5.3特性曲线ICmAVUCEUBERBIBEBECV

A测量晶体管特性的实验数据电子电工学(1)（1）输入特性IB(

A)UBE(V)204060800.40.8UCE1V电子电工学(1)（2）输出特性饱和区IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A1.52.3Q1Q2放大区截止区电子电工学(1)1.电流放大倍数和___b直流电流放大倍数：BCII=___b交流电流放大倍数：14.5.4主要参数电子电工学(1)2.集-基极反向截止电流ICBOICBO是集电结反偏由少子的漂移形成的反向电流，受温度的变化影响。

AICBO-++-EC电子电工学(1)3.集-射极反向截止电流ICEOICEO+--+

AECT电子电工学(1)4.集电极最大电流ICM5.集电极-发射极反向击穿电压U(BR)CEO6.集电极最大允许功耗PCM电子电工学(1)§14.6光电器件14.6.1发光二极管◆发光二极管（LED）的特点工作电压：1.5～3V（直流）工作电流：几～十几毫安工作寿命：很长颜色：红、蓝、绿、黄电子电工学(1)14.6.2光电二极管1.无光照时,反向电流很小（通常3.光电流很小，一般只有几十微安，2.有光照时,产生反向电流，称为＜0.2

），称此为暗电流。光电流。光照度越强，光电流也越大。应用时必须进行放大。◆光电二极管的特点电子电工学(1)14.6.