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时间:2019-05-12
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1、08九月2021《电工电子技术》之电子技术08九月2021半导体二极管和三极管是最常用的半导体器件。它们的基本结构、工作原理、特性和参数是学习电子技术和分析电子线路必不可少的基础,而PN结又是构成各种半导体器件的共同基础。因此,本章从讨论半导体的导电特性和PN结的基本原理(特别是它的单向导电性)开始,然后介绍二极管和三极管,为以后的学习打下基础。第十章电子电路中常用的元件08九月2021第十章电子电路中常用的元件10-1.半导体的基本知识10-2.PN结10-5.半导体三极管10-3.半导体二极管10-4.稳压二极管08九月2021一、什么叫半导(Se
2、miconductors)10-1、半导体的基本知识导电能力介于导体与绝缘体之间的物体,都是半导体。二、半导体的导电特性:1、温度特性2、光照特性3、电磁特性利用这些特性可做成不同类型的传感器很多半导体的导电能力在不同条件下有很大的差别。如:硅、锗、硒、砷化镓以及大多数金属氧化物和硫化物等都是半导体。08九月2021三、本征半导体K层L层M层N层Si1s22s22p63s23p2Ge1s22s22p63s23p63d104s24p2用得最多的半导体是锗和硅。Si(14)Ge(32)82184+4都是四价元素。它们的化学性质是一样的,但要注意,Si和Ge
3、的最外层的4个电子所受到束缚力是不一样的,Si的束缚力大,Ge的束缚力小。+32+1408九月2021所有物质根据原子的排列形式可分为晶体和非晶体。本征半导体就是完全纯净的,具有晶体结构的半导体。三、本征半导体我们将半导体提纯以后,所有的原子基本上都是整齐排列在一起,这种结构称为晶体结构。所以我们也常把半导体称为晶体。08九月2021+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由电子空穴电子空穴对08九月2021+4+4+4+4+4+4+4+4+4RE电子电流空穴电流电子和空穴称为载流子I08九月2021四、N型半导体(电子半导体)(Negative负的字头
4、)+4+4+4+4+4+4+4+4+4+5+5多数载流子少数载流子特点:两种载流子导电,导电能力加强。08九月2021五、P型半导体(Positive正)+4+4+4+4+4+4+4+4+4+3+3多数载流子少数载流子特点:两种载流子导电,导电能力加强。08九月2021§10-2PN结一、PN结的形成PNPN空间电荷区1、浓度差引起载流子的扩散运动2、扩散运动形成PN结阻挡层或耗尽层扩散运动首先在交界面附近进行,由于多子的扩散与复合,就在交界面附近留下了带正电离子(受到晶格的束缚不能参入导电),从而出现了一个带正电和负电的空间电荷区,这一电荷区我们称为
5、PN结,由于PN结中没有导电离子,所以又叫阻挡层或耗尽层。3、动态平衡时PN结中的电流:扩散电流等于漂移电流,PN结中的电流为零。不对称结:浓度高的结窄对称结:08九月2021二、PN结的单向导电特性1、加正向偏置(导通)P+,N-,扩散大于漂移2、加反向偏置(截止)P-,N+,漂移大于扩散反向饱和电流基本不变E31108九月2021三、PN结的击穿1、齐纳击穿:(击穿电压低)4伏以下。浓度高时,PN结窄,在同样电压下,反向电场很强,从而破坏共价键的结构,把电子拉出来。2、雪崩击穿:(击穿电压高)6伏以上。浓度低时,:PN结宽,电子在PN结中被加速,当
6、遇到价电子时,就可以把其撞出来。4伏~6伏,两种情况都可能电击穿08九月2021§10-3半导体二极管一、基本结构和符号1、点接触型2、面接触型3、符号二、伏安特性二极管的正向偏置和反向偏置与PN结相同,只多了二条引出线。正向扩散电流大,反向漂移电流小。08九月2021三、主要参数1、最大整流电流IOM最大正向平均电流。2、反向工作峰值电压URWM保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压。一般是U(BR)的一半或三分之二。3、反向峰值电流IRM二极管反向峰值电压时反向电流值。08九月2021四、主要应用1、整流2、限幅3、箝位4、检波08九月2021二极
7、管电路的分析方法如下①设二极管支路为开路即断开二极管②求二极管两端的电压U,如U大于死区电压则二极管导通,且U=死区电压。如U小于死区电压则二极管截止,与二极管串联支路上无电流。例:P13,例15-1,15-2自已看(自学)08九月2021例题例:电路如图所示,已知E=5V,ui=10sinωtV,二极管的正向压降可忽略不计,试画出uo的波形RDEu0ui0ωtuiu0解:08九月2021§10-4.稳压二极管稳压管是一种特殊的面接触型二极管。它在电路中常用作稳定电压的作用,故称为稳压管。稳压管的图形符号:稳压管的伏安特性:U(V)0.400.8-
8、8-4I(mA)204010-20-1030-12反向正向稳压管的伏安特性曲线与普通二极管类似
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