电工学秦曾煌下册电子技术详解.ppt

1、(1-0)，第14章二极管和三极管、电子技术、模拟电路部分、(14-1)，第14章二极管和三极管、14.1半导体的导电特性14.2 PN结和单向导电14.3二极管14.4电晶体14.5电晶体14.6光电、绝缘体半导体：另一种物质的导电特性介于导体和绝缘体之间，称为半导体(例如锗、硅、砷化镓、硫化物、氧化物等)。14.1半导体的传导特性，导体、半导体和绝缘体，(14-3)，半导体的传导机制不同于其他物质，因此具有不同于其他物质的特性。例如，受到外部热和光的影响时，传导会发生重大变化，例如热性质、感光性质等。在纯半导体中掺入杂质，导电性就会发生很大变化。掺杂特性。(14-4)，14.1.1本晶半导

2、体，1，本晶半导体的结构可以通过一定的工艺过程使半导体成为晶体。现代电子学中最常用的半导体是硅(Si)和锗(Ge)，它们的最外层电子(价电子)共有四个。(14-5)，本晶半导体：完全纯净、结构完全的半导体晶体。在硅和锗晶体中，每个原子位于正四面体的中心，相邻的四个原子位于四面体的顶点，在每个原子和相邻的原子之间形成共价键，共享一对电子。(14-6)，硅和锗的共价键结构，共价键孔刘电子对，4是原子除去电子后的原子，(14-7)，孔刘耦合的两个电子被孔刘耦合紧密地绑定在一起，孔刘耦合形成后，每个原子的最外层电子形成8个比较稳定的结构。共价键有很强的结合力，排列原子规则形成晶体。(14-8)，2，本

3、晶半导体的传导器，绝对零度(T=0K)和没有外部刺激时，价电子完全绑定在共价键上。本町半导体没有可自由移动的传记粒子(即流子)。其导电性为0，相当于绝缘体。在室温下，由于热刺激，一些原子获得了足够的能量，摆脱共价键的束缚，成为自由电子，共价键中还剩下空穴这个空位。(威廉莎士比亚，共价，共价，共价，共价，共价，共价，共价)，1。托架、自由电子和孔、(14-9)、自由电子、孔、约束电子、自由电子、孔对、(14-10)、2。在牙齿半导体导电机制、其他力的影响下，本正半导体中有数量相同的两个茄子流子，即自由电子和空穴。自由电子：在晶格中运动；空穴：共价键中的运动，(14-11)，温度越高，载流子的浓度

4、越高，本征半导体的传导力越强，温度是影响半导体性能的重要外部因素。这是半导体的一大特点。固有半导体的导电性取决于载流子的浓度。本正半导体的电流由两部分组成：1。自由电子移动引起的电流。霍尔移动引起的电流。(14-12)，14.1.2 N型半导体和P型半导体，本晶半导体中掺入一些杂质，半导体的导电性能将发生很大变化。因为混合半导体的某些油类物质的浓度大幅增加。p型半导体：孔浓度大幅增加的杂质半导体，也称为(空穴半导体)。N型半导体：自由电子浓度大幅增加的杂质半导体，也称为(电子半导体)。(14-13)，1，N型半导体，额外的电子，磷原子，(14-14)，N型半导体的载体是什么？1 .施主原子提供

5、的电子与施主原子的浓度相同。2 .固有半导体中成对生成的自由电子和大厅。，由于掺杂浓度比本晶半导体的载体浓度大小得多，自由电子浓度比空穴浓度大得多。自由电子被称为多数流子(多子)，空穴被称为少数流子(器件)。(14-15)，2，P型半导体，空位，原子，P型半导体中的空穴是多子，自由电子是器件。孔，(14-16)，(3)，杂质半导体的示意图在杂质型半导体中多边和器件的运动都能形成电流，但由于数量关系，传导作用主要是多边的，温度的影响较小。一般认为多边和杂质浓度相同。(14-17)，4。在加电压作用下，P型半导体中的电流主要是N型半导体中的电流(a .电子电流，b .孔电流)，1 .杂质半导体的多

6、子数与(a .掺杂浓度，b .温度)有关。2 .杂质半导体中的幼子数量与(a .掺杂浓度，b .温度)有关。3 .温度升高时小儿子的数量(a .减少，b .不变，c .增加)。a、b、c、b、a、课堂练习、(14-18)、PN结形成、在同一半导体基板上分别形成P型半导体和N型半导体，通过载流子的扩散、14.2 PN结和单向导电、(，内部电场越强，漂移运动越强，漂移结果使空间电荷区域变薄。(14-20)，P型半导体，N型半导体，空间电荷区几乎没有载流子。2 .空间电荷区域的电场妨碍P区域的空穴，N区域的自由电子(都是多边)向对方移动(扩散运动)。3 .p区的自由电子和N区的空穴(均为器件)数量有

7、限，因此由此形成的电流很少。(14-23)，PN结的单向导电，PN结加纯电压，正向偏置，表示P区加正电压，N区加负电压。在PN结上添加逆电压，逆偏移意味着P区和负电压，N区和正电压。(14-24)，1，PN结加纯电压，P，N，内部电场减弱，多边扩散加强，可以形成更大的纯电流。(14-25)，2，PN节点加反向电压，n，P，_，R，E加上逆压，PN结处于切断状态，电阻高，逆电流很小。PN结向单向导电，(14-27)，14.3二极管，发光整流调节器，检测开关，(14-28)，(14-29)，1，基本结构：在PN结上添加外壳和引线。联接面积小，联接容量小，正向电流小。用于检测和变频等高频电路。结面积

8、大，正向电流大，结电容大，用于工频大电流整流电路。用于集成电路生产过程。PN连接面积大，可用于高频整流和开关电路。(14-30)，硅管0.5V锗管0.1V，反向击穿电压U(BR)，传导压降，并且电压必须大于死区电压，二极管才能通。如果附加电压大于反向击穿电压，二极管将穿孔，从而失去单向导电性。正向特性，反向特性，硅0.60.8V锗0.20.3V，死区电压，反向电流在特定电压范围内保持常数。2，VA特性：非线性，(14-31)，3，主要参数，1。最大整流电流IOM，二极管长时间使用时可通过二极管的最大正向平均电流。2 .反向工作峰值电压URWM是防止二极管破裂的反向峰值电压，通常是反向击穿电压U

9、(BR)的一半或三分之二。点接触式D管可达几十伏，面接触式D管可达数百伏。通常二极管穿孔时，其反向电流激增，单向导电被破坏，甚至过热燃烧。，(14-32)，3。逆峰值电流IRM，逆峰值工作电压加二极管的逆电流。反电流越大，二极管的单向导电性越差。逆电流受温度影响，温度越高，逆电流越大。硅胶管的回流小(几微安培)，锗管的回流比硅管大几十到几百倍。这是二极管的直流参数。二极管的应用主要可以利用单向导电性应用于整流、检测、限制、保护等。(14-33)，传导压降，实际二极管：正向传导-硅0.60.8V锗0.20.3V，二极管电路分析，定性分析：二极管运行状态-，3。a) V量V音通道V量0传导UD 0

10、抛光，(14-36)，二极管：死区电压=0 .5V，正向压力降0.7V(硅二极管)理想二极管：死区电压=0，正向压力降=传导压力0.33测试：VY=？方法：首先判定二极管是谁先通的，通过后二极管起嵌入作用，两端压力降低到设定值。(威廉莎士比亚，二极管，二极管，二极管，二极管，二极管)，解释：P12:是14.3.2，(14-38)，示例3:已知管道是锗管，VA=3V将传导压力降低到0.3V。测试：VY=？方法：首先判定二极管是谁先通的，通过后二极管起嵌入作用，两端压力降低到设定值。(威廉莎士比亚、二极管、二极管、二极管、二极管、二极管)，解释：P12:yes 14.3.2，(14-39)，yes

11、 4:12页的例子是14 . 3 . 2，-0.3v，0.3v，0.3v，0.3v，3.3v，(14-41)，ui 8v，二极管传导，段落uo=8V ui 8V可见，阻止二极管，开放uo=ui可见，如果附加电压大于反向击穿电压，二极管将穿孔，从而失去单向导电性。硅0.60.8V锗0.20.3V，死区电压，逆电流在特定电压范围内保持恒定。电压电流特性：非线性，(14-45)，u，I，理想二极管：正向传导-管道压降0.2V.7V反向阻塞-分离，传导压降，与硅相同，使用时，14.4调节器二极管，曲线越陡，电压越稳定，(14-47)，(1)稳定电压UZ稳定管正常工作时(反向穿透)管道两端的电压。(2)电压温度系数U环境温度变化1C引起的电压曹征值的百分比。(3)动态电阻，(4)稳定电流IZ，最大稳定电流IZM，(5)最大允许消耗力PZM=UZ IZM，rZ越小，曲线越陡，电压调节性能越高。调节器二极管的主要参数：(14-48)，示例1:已知：Uz=12V，IZM=18mA，R=1.6K。测试：Iz=？限流电阻r的电阻值是否合适？分析：izm=(20uz)/r=(20-12)/1.6 x 103=5ma原因：iz