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时间:2019-05-12
《电工学少学时唐介第8半导体器件、直流稳压电源》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、电子技术1、性质:是一门技术基础课。2、特点:a、非纯理论性课程b、实践性很强c、以工程实践的观点处理电路中的一些问题3、内容:以器件为基础,以信号为主线,研究各种电路的工作原理、特点及性能指标等。4、目的:了解一般的常用器件,掌握对基本电子电路的分析方法及计算方法。主要教学内容:器件与电路及应用模拟电子技术电子技术电子元器件电子电路及其应用二极管三极管集成电路放大电路滤波电路电源信号检测◆压力、温度、水位、流量等的测量与调节◆电子仪器电子技术的应用智能小区学会用工程观点分析问题,就是根据实际
2、情况,对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近似,以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结果。对电路进行分析计算时,只要能满足技术指标,就不要过分追究精确的数值。器件是非线性的、特性有分散性、RC的值有误差、工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。对于元器件,重点放在特性、参数、技术指标和正确使用方法,不要过分追究其内部机理。讨论器件的目的在于应用。第8章半导体器件、直流稳压电源8.1半导体的基础知识8.2半导体二极管8.3直流稳压电源的组成特殊二极管8.4整流电路9.1双极型晶体管8.5滤波电路8
3、.6稳压电路了解半导体的基本概念。了解二极管、稳压管的基本结构、工作原理、工作状态和特性曲线。掌握二极管的特性,理解其主要参数的物理意义。掌握其主要应用领域。理解整流电路、滤波电路和稳压管电路的工作原理。了解双极型晶体管的基本结构,掌握晶体管的种类、工作原理、工作状态和特性曲线。了解其主要参数。重点:二极管的特性及其应用,稳压管电路的工作原理,晶体管工作状态和特性曲线。难点:整流、滤波,晶体管的放大原理。教学要求:半导体:导电能力介于导体和绝缘体之间。如:硅、锗、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。8.1半导体
4、的基础知识当受外界热和光的作用时,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。结构特点:最外层电子(价电子)都是四个。半导体的主要特点:一、本征半导体完全纯净的、具有晶体结构的半导体,称为本征半导体。晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构共价键共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中,称为价电子或束缚电子。SiSiSiSi价电子形成共价键后,每个原子的最外层电子是八个,构成稳定结构。共价键有很强的结合力,使原子规则排列,形成晶体。SiSiSiSi价电子价电子在获得一定能量(温度升高或
5、受光照)后,即可挣脱原子核的束缚,成为自由电子(带负电),同时共价键中留下一个空位,称为空穴(带正电)。这一现象称为本征激发。本征半导体的导电机理空穴温度愈高,晶体中产生的自由电子便愈多。自由电子在外电场的作用下,空穴吸引相邻原子的价电子来填补,而在该原子中出现一个空穴,其结果相当于空穴的运动(相当于正电荷的移动)。在绝对0度(T=0K)和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着,没有可以运动的带电粒子(即载流子),它的导电能力为0,相当于绝缘体。本征半导体的导电机理当半导体两端加上外电压时,在半导体中将
6、出现两部分电流(1)自由电子作定向运动电子电流(2)价电子递补空穴空穴电流注意:(1)本征半导体中存在数量相等的两种载流子,即带负电的自由电子和带正电的空穴。(2)本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。本征半导体中载流子数目极少,其导电性能很差。(3)温度愈高,载流子的浓度越高,载流子的数目就越多,半导体的导电性能也就越好。所以,温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素,这是半导体的一大特点。自由电子和空穴都称为载流子。自由电子和空穴成对地产生的同时,又不断复合。在一定温度下,载流子的产生和复合达到
7、动态平衡,半导体中载流子便维持一定的数目。二、杂质半导体P型半导体:N型半导体:空穴数量>>自由电子数量多数载流子少数载流子自由电子数量>>空穴数量与浓度有关与温度有关靠空穴导电靠自由电子导电定义:渗入杂质的半导体。形成:在本征半导体中渗入少量的3价元素形成:在本征半导体中渗入少量的5价元素1.在杂质半导体中多子的数量与(a.掺杂浓度、b.温度)有关。2.在杂质半导体中少子的数量与(a.掺杂浓度、b.温度)有关。3.当温度升高时,少子的数量(a.减少、b.不变、c.增多)。abc4.在外加电压的作用下,P
8、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)baP型半导体------------------------N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场漂移运动扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽。漂移使空间电荷区变薄。空间电荷区,也称耗尽层。扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡,空间电荷区的厚度固定不变。三、PN结及其单向导电性称为PN结1.PN结的形成在同一片半导
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