极管及基本电路

《极管及基本电路》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章二极管及基本电路模拟电子技术基础第二章二极管及基本电路一、半导体的基本知识二、PN结的形成及特性三、二极管及伏安特性五、二极管基本电路及分析方法六、特殊二极管三、二极管的等效模型一、半导体的基本知识绝缘体－－惰性气体、橡胶等，其原子的最外层电子受原子核的束缚力很强，只有在外电场强到一定程度时才可能导电。导体－－铁、铝、铜等金属元素等低价元素，其最外层电子在外电场作用下很容易产生定向移动，形成电流。一、本征半导体导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。无杂质稳定的结构本征半导体是纯净的晶体结构的半导体。1、半导体、本征半导体半导体－

2、－硅（Si）、锗（Ge），均为四价元素，它们原子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。一、半导体的基本知识2、本征半导体的结构由于热运动，具有足够能量的价电子挣脱共价键的束缚而成为自由电子自由电子的产生使共价键中留下一个空位置，称为空穴共价键：两个原子外层电子的共有轨道一、半导体的基本知识2、本征半导体的结构自由电子与空穴相碰同时消失，称为复合。温度一定时，自由电子与空穴对的浓度一定；温度升高，热运动加剧，挣脱共价键的电子增多，自由电子与空穴的浓度加大。本征半导体中自由电子与空穴的浓度相同。一、半导体的基本知识3、本征半导体中的

3、两种载流子外加电场时，带负电的自由电子和带正电的空穴均参与导电，且运动方向相反。由于载流子数目很少，导电性很差。运载电荷的粒子称为载流子。温度升高，热运动加剧，载流子浓度增大，导电性增强。热力学温度0K时不导电。载流子一、半导体的基本知识二、杂质半导体杂质半导体主要靠多数载流子导电。掺入杂质越多，多子浓度越高，导电性越强，实现导电性可控。多数载流子1、N型半导体在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。磷（P）N型半导体主要靠自由电子导电，掺入

4、杂质越多，自由电子浓度越高，导电性越强，多数载流子2、P型半导体硼（B）P型半导体中主要由空穴导电，掺入杂质越多，空穴浓度越高，导电性越强，杂质半导体中，温度变化时载流子的数目同时变化；少子与多子变化的数目相同，少子与多子浓度的变化不相同。一、半导体的基本知识二、PN结的形成及特性扩散运动使靠近接触面P区的空穴浓度降低、靠近接触面N区的自由电子浓度降低，产生内电场，不利于扩散运动的继续进行。物质因浓度差而产生的运动称为扩散运动。气体、液体、固体都存在这种现象。扩散运动空穴浓度高于N区自由电子浓度高于P区一、PN结的形成二、PN结的形成及特性

5、一、PN结的形成因电场作用所产生的少数载流子运动称为漂移运动。参与扩散运动和漂移运动的载流子数目相同，达到动态平衡，就形成了PN结。漂移运动由于扩散运动使P区与N区的交界面缺少多数载流子，形成内电场（空间电荷区），从而阻止扩散运动的进行。内电场使空穴从N区向P区、自由电子从P区向N区运动。二、PN结的形成及特性PN结加正向电压导通：耗尽层变窄，多数载流子扩散运动加剧，由于外电源的作用，形成扩散电流，PN结处于正向导通状态，正向电阻很小。二、PN结的单向导电性1、PN结加正向偏置电压二、PN结的形成及特性PN结加反向电压截止：耗尽层变宽，阻止

6、多数载流子扩散运动，有利于少数载流子漂移运动，形成反向漂移电流。由于电流很小，反向电阻很大，近似认为截止。2、PN结加反向偏置电压二、PN结的形成及特性三、PN结的反向击穿当PN结的反向电压增加到一定数值时，反向电流突然快速增加，此现象称为PN结的反向击穿。热击穿——不可逆雪崩击穿齐纳击穿——可逆电击穿二、PN结的形成及特性四、PN结的电容效应1.势垒电容PN结外加电压变化时，空间电荷区的宽度将发生变化，有电荷的积累和释放的过程，与电容的充放电相同，其等效电容称为势垒电容CB。2.扩散电容PN结外加的正向电压变化时，在扩散路程中载流子的浓度

7、及其梯度均有变化，也有电荷的积累和释放的过程，其等效电容称为扩散电容CD。结电容：结电容不是常量！若PN结外加电压频率高到一定程度，则失去单向导电性！三、二极管及伏安特性一、二极管的组成二极管实质是PN结，P型半导体为阳极、N型半导体为阴极。点接触型：结面积小、结电容小允许的结电流小、最高工作频率高。面接触型：结面积大、结电容大允许的结电流大、最高工作频率低。平面型：结面积可小、可大小、工作频率可高、可低、允许的结电流大符号：三、二极管及伏安特性二、二极管的伏安特性及电流方程二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性。材料开启电压导通电压反向

8、饱和电流硅Si0.5V0.5~0.8V1µA以下锗Ge0.1V0.1~0.3V几十µA开启电压反向饱和电流击穿电压温度的电压当量三、二极管及伏安特性从二极管的伏安特性可以反映出：