《电子技术基础》(模电+数电)教材配套的课件学习.ppt

《电子技术基础》（模电+数电）;教学目的及要求： 1.了解本征半导体和杂质半导体 2.掌握PN结的形成以及PN结的特点 3.二极管的结构、符号与特性 4.掌握半导体三极管的电流放大作用和伏安特性曲线。 教学重点： N，P型半导体以及PN结的特点，二极管的特性；掌握半导体三极管的电流放大作用和伏安特性曲线 教学难点： PN结的形成；半导体三极管的电流放大原理;第一节 半导体的基础知识 第二节 半导体二极管 第三节 半导体三极管;一、半导体的概念 　　金属导体内的载流子只有一种，就是自由电子，而且数目很多，所以具有良好的导电性能。 绝缘体中载流子的数目很少，因而导电性能很差，几乎不导电。 半导体中的载流子数目也不多，远远低于金属导体，其导电性能比导体差而比绝缘体好。 半导体:导电性能介于导体与绝缘体之间的物质称半导体。常用的半导体材料有硅（Si）、锗（Ge）、硒（Se）和砷化镓（GaAs）及其他金属氧化物和硫化物等，半导体一般呈晶体结构。;半导体的导电特性：;　　纯净的不含任何杂质、晶体结构排列整齐的半导体，称为本征半导体。 本征半导体的最外层电子（称为价电子）除受到原子核吸引外还受到共价键束缚，因而它的导电能力差。 价电子从外界获得能量，挣脱共价键的束缚而成为自由电子。这时，在共价键结构中留下相同数量的空位，每次原子失去价电子后，变成正电荷的离子，从等效观点看，每个空位相当于带一个基本电荷量的正电荷，成为空穴。　　;共价健;四、N型和P型半导体; 掺杂后空穴数目大量增加，空穴导电成为这种半导体的主要导电方式，称为空穴半导体或 P型半导体。;在外加电压的作用下，P 型半导体中的电流 主要是 ，N 型半导体中的电流主要是 。 （a. 电子电流、b.空穴电流） ;　　五、PN结 　　 1．PN结的形成 在一块纯净的半导体晶片上，采取一定的工艺措施，在两边掺入不同的杂质，分别形成P型半导体和N型半导体，它们的交界面就形成了PN结。; PN结的形成机理; ＰＮ结具有单向导电的特性，这种特性可以通过实验加以证明。取一个ＰＮ结分别接成如图所示的电路。 实验证明如图（a）所示电路的灯泡发亮，说明此时ＰＮ结电阻很小， 处于“导通”状态。当把电路切换成如图（b）所示的电路时灯泡不亮了，说明此??PN结电阻很大，处于“截止”状态。 ; PN结的单向导电性原理;2）PN 结加反向电压（反向偏置）;PN 结变宽;第一节 半导体的基础知识 第二节 半导体二极管 第三节 半导体三极管;第二节 半导体二极管 一、二极管的结构 　　在PN结的两端各引出一根电极引线，然后用外壳封装起来就构成了半导体二极管，简称二极管，如图（a）所示，其图形符号如图（b）所示。;　　二、二极管的类型 　　二极管按制造材料分类，主要有硅二极管和锗二极管； 按用途分类，主要有整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管等； 按接触的面积大小分类，可分为点接触型和面接触型两类。;(1) 点接触型;(2)面接触型;三、二极管的伏安特性;三、二极管的伏安特性 　;　　（1） 正向特性。 0A段称为“死区”，在这一区间，正向电压增加时正向电流增加甚微，近似为零。在该区，二极管呈现很大的正向电阻，对外不导通。 AB段称为正向导通区，随着外加电压的增加，电流急剧增大。此时二极管电阻很小， 对外呈现导通状态，在电路中相当于一个闭合的开关。二极管在导通状态下，管子两端的正向压降很小（硅管为0.7 V，锗管为0.3 V），而且比较稳定，表现出很好的恒压特性。 但所加的正向电压不能太大，否则PN结会因过热而被烧坏。 ;　　（2） 反向特性。 0D段称为反向截止区。当反向电压增加时，反向电流增加很小，几乎保持不变。此电流称为反向饱和电流，记作IS 。IS愈大，表明二极管单向导电性能愈差。小功率硅管的IS小于1 μA，锗管的IS为几 μA～几千μA。 这也是硅管和锗管的一个显著区别。这时二极管呈现很高的电阻，在电路中相当于一个断开的开关，电路呈现截止状态。 ＤＥ段称为反向击穿区。 当反向电压增加到一定值时， 反向电流急剧增大， 这种现象称为反向击穿。发生反向击穿时所加的电压称为反向击穿电压，记作UBR。反向击穿电压愈大，表明二极管的耐压性能愈好。反向击穿后的电流不加以限制，ＰＮ结同样也会因过热而被烧坏，这种情况称为热击穿。 　; 1．最大整流电流IFM