电子技术课程.ppt
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1、电子技术课程:,模拟电子技术:,数字电子技术:,以放大电路分析为主,重在分析电路的外部特性,例如放大倍数,输入输出阻抗等,以门电路和触发器为基本,重在分析组合逻辑电路和时序逻辑电路的功能,学习方法:抓住电路的宏观特征,第9章 二极管和晶体管,9.2 二极管,9.3 稳压二极管,9.4 晶体管,9.1 半导体的导电特性,半导体具有不同于其它物质的特点。例如:,当受外界热和光作用时,导电能力明显变化。,往纯净的半导体中掺入某些杂质,导电能力明显改变。,9.1 半导体的导电特性,依照导电性能,可以把材料分为导体、绝缘体和半导体。,导体有良好的导电能力,常见的有铜、铝等金属材料;,绝缘体基本上不能导电
2、,常见的有玻璃、陶瓷等材料;,半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,常见的有硅(Si)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)等材料。,9.1.1 本征半导体,一、本征半导体的结构特点,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。,本征半导体:完全纯净的、晶体结构的半导体。,共价键:共用电子对,+4表示除去价电子后的原子,形成共价键后,每个原子的最外层电子是八个,构成稳定结构。,束缚电子,在热力学温度零度和没有外界激发时,本征半导体不导电。,+4,+4,+4,+4,+4,+4,+4,+4,+4,自由电子,空穴,在常温下自由电子和空穴的形成,成对出现,成对消失,+4,+4,+4,+4,
3、+4,+4,+4,+4,+4,外电场方向,空穴导电的实质是共价键中的束缚电子依次填补空穴形成电流。,价电子填补空穴,自由电子能导电,空穴能导电,半导体中两种载流子:自由电子和空穴,本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。,9.1.2 N半导体和P型半导体,在本征半导体中掺入某些微量的杂质,就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。,P 型半导体:空穴浓度大大增加的杂质半导体。,N 型半导体:自由电子浓度大大增加的杂质半导体。,+4,+4,+4,+4,+4,+4,+4,+4,1.N 型半导体,在硅或锗的晶体中掺入少量五价元素,多余价电子,N 型半导体中的载流
4、子:,1、自由电子。,2、空穴。,多数载流子,少数载流子,N 型半导体结构示意图,在N型半导中,电子是多数载流子,空穴是少数载流子。,+4,+4,+4,+4,+4,+4,+4,空穴,2.P型半导体,在硅或锗的晶体中 掺入少量的三价元 素,形成P 型半导体,+4,P 型半导体中的载流子是:,1、自由电子。,2、空穴。,多数载流子,少数载流子,P 型半导体结构示意图,P型半导体,N型半导体,9.1.3 PN结及其单向导电性,内电场阻止扩散,有利于漂移,1.PN 结正向偏置,_,PN 结加正向电压、正向偏置:P 区加正、N 区加负电压,内电场方向,R,P 区,N 区,内电场被削弱,多子的扩散加强能够
5、形成较大的扩散电流。,二、PN结的单向导电性,P 区,N 区,内电场方向,R,2.外加反向电压,外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走,少数载流子越过PN结形成很小的反向电流,多数载流子的扩散运动难于进行,伏安特性,PN结的单向导电性!,一、基本结构,PN 结加上管壳和引线,就成为半导体二极管。,点接触型,面接触型,9.2 半导体二极管,600,400,200,0.1,0.2,0,0.4,0.8,50,100,I/mA,U/V,正向特性,反向击穿特性,硅管的伏安特性,二、伏安特性,导通压降:硅管0.60.7V,导通压降:锗管0.20.3V,3.反向峰值电流 IRM,1.最大整流电流 IO
6、M:最大正向平均电流,2.反向工作峰值电压URWM,理想二极管:死区电压=0,正向压降=0,例1:二极管半波整流,D,3V,R,ui,uo,uR,uD,例2:下图是二极管限幅电路,D为理想二极管,ui=6 sin t V,E=3V,试画出 uo波形。,t,t,ui/V,uo/V,6,0,0,2,例3:下图中,已知VA=3V,VB=0V,DA、DB为锗管(导通压降0.3V),求输出端Y的电位,并说明二极管的作用。,解:DA优先导通,则,VY=30.3=2.7V,DA导通后,DB因反偏而截止,起隔离作用,DA起钳位作用,将Y端的电位钳制在+2.7V。,9.3 稳压二极管,稳压二极管的参数:,(1)
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