电工电子全套课件

1、(10-1 )、第6章半导体去老虎钳、(10-2 )、导体：用自然段容易导电的物质称为导体，金属一般为导体。 绝缘体：有被称为橡皮、陶瓷、塑料、灰水晶等绝缘体的几乎不导电的物质。 半导体：另一种物质的导电特性在导体和绝缘体之间，被称为锗、硅、砷化镓、硫化物、氧化物等半导体。 6.1半导体的导电特性、6-1 PN结电容及半导体二极管、(10-3 )、半导体的导电反应历程与其他物质不同，因此具有与其他物质不同的特征。 受外界的热和光的作用，其导电能力发生明显变化。 如果在纯粹的半导体中混入某种杂质，其导电能力会显着变化。 1 .掺杂大头针性，2 .热敏性和光易感性，(10-4 )，6.1.1本征半

2、导体(纯粹具有晶体结构的半导体)，另一方面，本征半导体的结构特征，现代电子使用最多的半导体是硅和锗(10-5 )，在硅和锗晶体中， 原子由四边形系统构成晶格，各原子位于正四面体的中心，四个其他原子位于四面体片的顶点，在各原子和与其相邻的原子之间形成共价键，共享价电子。 一定的过程可以使半导体成为结晶。 (10-6 )、硅和锗的共价键结构、共价键共享电子对，4表示去除了价电子的原子，(10-7 )、共价键中的2个电子在共价键中被牢固地束缚，被称为束缚电子，在常温下束缚电子成为难以从共价键脱离的自由电子，因此，如果本征半导体中的自由电子形成较少的共价键，则为1个原子共价键具有较强的键合力，使原子有

3、序排列，形成晶体。 (10-8 )、二、当本征半导体的导电反应历程为绝对0度(T=0K )且没有外部激励时，价电子完全约束于共价键，在本征半导体上没有可运动的粒子电荷(即载流子)，其导电能力为0，相当于绝缘体。 在常温下，在热激发下，一些价电子获得一盏茶能量脱离共价键的束缚，形成自由电子，在云同步上在共价键上留下空穴，称为空穴。 1 .载流子、自由电子和空穴、(10-9 )、自由电子、空穴、束缚电子、(10-10 )、2 .由于本征半导体的导电反应历程、其他力，空穴吸引附近的电子而填埋的本征半导体中存在相等数量的两种载流子瓦斯气体，即自由电子和空穴。 (10-11 )，温度越高载流子浓度越高。

4、 因此，本征半导体的导电能力越强，温度越是影响半导体性能的重要外部因素之一，这是半导体的一大特征。 本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。 本征半导体中的电流由2个部分构成，1 .自由电子转移电流。 2 .由空穴移动引起的电流。 (本征半导体中自由电子和空穴成对出现时，与云同步不断复合)、(10-12 )、(6.1.2)非本征半导体在本征半导体中混入微量杂质时，半导体的导电性能会发生显着变化。 这是因为掺杂的半导体中的某些载流子浓度显着增加。 p型半导体：空穴浓度大幅增加的非本征半导体也被称为(空穴半导体)。 n型半导体：自由电子浓度大幅增加的非本征半导体，也被称为(电子半导体)。 (10-

5、13 )、一、n型半导体、硅或锗结晶中导入少量的五价元素体磷，结晶中的一部分半导体原子被杂质置换，磷原子的最外层有五价电子，其中四个与邻接的半导体原子形成共价键，必定有一个电子多，该电子几乎不受束缚(10-14 )、多佑电子、磷原子、n型半导体中的载流子是什么？1 .磷原子供给的电子与磷原子的浓度相同。 2、在本征半导体中成对产生的电子和空穴。 渡越大头针浓度远大于本征半导体中的载流子瓦斯气体浓度，因此自由电子浓度远大于空穴浓度。 自由电子被称为多数载流子(多子)，空穴被称为少数载流子(少子)。 (10-15 )、二、p型半导体、空穴、硼原子、p型半导体中的空穴为多子、电子为少子。 (10-1

6、6 )、三、非本征半导体符号、(10-17 )、总之，2.N型半导体中的电子是多子，其大部分是掺杂引起的电子，n型半导体中的空穴是少子，少子的移动也能够形成电流，多子近似等于杂质浓度。 3.P型半导体中的空穴为多子，电子为少子。 1、受本征半导体激励产生的电子较少。 (10-18 )、6.2.1 PN结电容的形成是在同一半导体基板上分别制造p型半导体和n型半导体，经过载流子的扩散，在它们的边界面形成PN结电容。 6.2 PN结电容、(10-19 )、p型半导体、n型半导体、扩散的结果是，空间电荷区域逐渐扩大。 内部电场越强漂移运动越强，漂移使空间电荷区域变薄。 由于(10-20 )、p型半导体

7、、n型半导体，所以扩散和漂移这两个相反的运动最终达到平衡，相当于两区域间没有电荷运动，空间电荷区域的厚度一定。 在空间电荷区域、n型区域、p型区域、电位v、V0、(10-22 )、1 .空间电荷区域中没有载流子。 2 .空间电荷区域内的电场阻碍p区域中的空孔. n区域中的电子(都是多分子)向对方的运动(扩散运动)。 3 .由于p区域中的电子和n区域中的空穴(都至少)的数量有限，因此它们形成的电流很小。 小结，(10-23 )、(1)施加顺向电压(正偏压)电源的正极接p区域、负极接n区域、外部电场的方向与内部电场的方向相反。 外部电场减弱内部电场，耗尽层变窄，扩散运动漂移运动，多子扩散正向电流I

8、 F， 6.2.2 PN形成pn结电容的单向式导电性，(10-24 )、(2)施加反向电压的电源阳极n区域、阴极p区域、外部电场的方向与内部电场方向相同外部电场增强内部电场，耗尽层扩大，漂移运动扩大，少子漂移形成反向电流I R，在一定温度下由本征激励引起的少子漂移但是，IR与温度有关。 (10-25 )，对PN结电容施加顺向电压时，具有大的正向扩散电流，呈现低电阻，对PN结电容导通的PN结电容施加反向电压时，具有小的反向漂移电流，呈现高电阻，PN结电容截止。 由此可以得出PN结电容具有单向式导电性的结论。 (10-26 )，6.3半导体二极管，6.3.1基本结构，在PN结电容上加上封装和引线，

9、就成了半导体二极管。 点接触型、面接触型、(10-27 )、6.3.2伏安图特性、不带电电压硅管0.5V、锗管0.1V。 导通电压降：硅管0.60.7V、锗管0.20.3V。反向耐压UBR、(10-28 )、6.3.3主要残奥表、1 .最大整流电流IOM、二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。 3 .逆耐压UBR、二极管逆耐压时的电压值。 破坏时反向电流激增，二极管的单向式导电性被破坏，进而过热烧损。 手册中记载的最高反向动作电压UWRM为UBR的一半。 2 .逆动作尖峰电压UBWM保证二极管不被破坏时的逆尖峰电压。 (10-29 )、4 .反向电流IR是指对二极管施加反向峰值工

10、作电压时的反向电流。 反向电流越大表示管的单向式导电性越差，因此反向电流越小越好。 反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。 硅管的反向电流小，锗管的反向电流比硅管大几十到几百倍。 (10-30 )、5 .微变电阻rD、uD、rD是二极管特性曲线上的工作点q附近的电压变化与电流变化之比：很明显，rD是q附近的微小变化区域内的电阻。(10-31 )、6 .二极管的极间电容(结电容)、二极管的两极间有电容，该电容由势垒电容CB和扩散电容CD两部分组成。 势垒容量：势垒区域是存储空间电荷的区域，电压变化时，会引起在势垒区域存储的空间电荷的变化，这样表现的容量就是势垒容量。 当施加电压发生变化时，

11、耗尽层的宽度与之相应地发生变化，也就是说，像电容充放电那样在PN结电容中蓄积的电荷量发生变化。 (10-32 )如果顺向电压的施加不同，则在PN结电容两侧堆积的少子数量和浓度梯度也不同，这相当于电容的充放电过程。 电容效应由交流信号显着表现。 为了形成扩散电容：正向电流(扩散电流)，注入到p区域的少子(电子)在p区域有浓度差，越接近PN结电容浓度越大，即在p区域有电子的蓄积。 同样，n区有空位的积累。 正向电流大，蓄积的电荷多。 这样产生的容量是扩散电容，(10-33 )、CB在正偏置时和反偏置时都不能忽视。 另一方面，反向偏置时，由于载波瓦斯气体的数量少，因此可以忽略扩散电容。 PN结电容的

12、射频波小信号时的等效电路：阻挡电容和扩散电容的综合效果、(10-34 )、二极管：死区电压=0.5V、顺向电压降0.7V (硅二极管)理想二极管：死区电压=0、顺向电压降=0、(10-35 )、二极管的使用例2 :(10-) UZ、6.2.1恒压二极管、(10-37 )、(4)恒流IZ、最大、最小恒流Izmax、Izmin。 (5)最大允许电功耗、齐纳二极管的残奥仪表：(1)稳定电压UZ、(3)动态电阻、(10-38 )、电路中的稳定杆只有连接到适当的电阻才有稳定作用作用。 (10-39 )，恒压二极管的应用例，恒压管的技术参数：解：输入电压达到上限时，流过恒压管的电流为Izmax，式1要求输

13、入电压从正常值变动20%时，负载电压几乎不变。 求：电阻r和输入电压ui的正常值。 将(10-40 )输入电压降低到下限后，稳定的管道中流过的电流为Izmin。 方程2，联立方程1，2，(10-41 )，6.2.2光电二极管，反向电流随着光强度的增加而上升。 (10-42 )、6.2.3发光二极管在流过正向电流时，发出一定波长范围的光。 现在的发光管能够发出从红外到可见波段的光，其电特性与一般的二极管类似。 基本结构、基极、发射极、集电极、NPN型、PNP型、6-3半导体晶体管(晶体管)、(10-44 )、基极IC、 (10-49 )、2 .电流放大原理、(10-49 )、3 .电流放大原理、

14、(10-49 )、4 .电流放大原理、(10-49 )、5 .电流放大原理、(10-49 )、4 .电流放大原理、(10-49 )、5 .电流放大原理、(10-49 )、5 .电流放大原理发射极结被正偏置，发射极区域的电子继续向基极区域扩散，形成发射极电流IE。 有(10-50 )、EB、RB、EC、集电结的反向偏压、少子形成的反向电流ICBO。 从基本区域扩散来的电子作为男低音中国帆船的少子，移动到男低音中国帆船收集，形成ICE。 电流放大倍数(10-51 )、IB=IBE-ICBOIBE、(10-52 )、ICE和IBE之比、(10 )死区电压、硅管0.5V、锗管0.1V。 6.3.3特性

15、曲线、(10-54 )、二、输出特性、IC(mA )、该区域满足IC=IB被称为线性区域(放大区域)。 如果UCE大于一定数值，则IC仅与IB相关联，并且IC=IB。 (10-55 )，在该区域中将UCEUBE、集电结正偏压、IBIC、UCE0.3V称为饱和区域。在该区域中将： IB=0、IC=ICEO、UBE死区电压称为截止区域。 (10-57 )、输出特性3个区域的特征：放大区域：发送结正偏压、集电结反偏压。 即，IC=IB且IC=IB、(2)饱和区域：发射极结正偏压、集电极结正偏压。 即，UCEUBE、IBIC、UCE0.3V、(3)截止区域： UBE不带电电压、IB=0、IC=ICEO

16、 0、(10-58 )、三、主要残奥仪表、共射直流电流放大率：动态的二极管动作，真实的信号是与直流重日式榻榻米的交流信号假设基极电流的变化量为IB，对应的集电极电流的变化为IC，则交流电流的放大率为：1 .电流的放大率和(10-59 )，例如UCE=6V时： IB=40 A，IC=1.5 mA。 IB=60 A安培，IC=2.3 mA毫安培。 在以后的校正运算中，一般作为近似处理，10-60 )、2 .集-基极反向截止电流ICBO、ICBO是集电结反向偏置为少子的漂移引起的反向电流，受温度变化的影响。 ICBO进入n个区域，形成IBE。 根据放大关系，由于IBE的存在，需要电流IBE。 男低音中国帆船偏压有ICBO，3 .集电极、发射极、反关断电流ICEO，ICEO受温度的影响很大，温度上升时ICEO的增加快，因此IC也相应增加。 晶体管的温度特性差。 (10-62 )、4 .集电极最