《极管和晶体管终》PPT课件

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1、电工学之电子技术宝鸡文理学院机电工程系王娟平2012.2.121.本课程的性质2.特点3.教学目标4.学习方法5.成绩评定实验：10%平时：10%考试：80%6.教材前言电工学(第六版)下册电子技术秦曾煌主编高等教育出版社2004.7前言一些基本概念在电子技术中，被传递、加工和处理的信号可以分为两大类：模拟信号和数字信号模拟信号：在时间上和幅度上都是连续变化的信号，称为模拟信号，例如正弦波信号、心电信号等。数字信号：在时间和幅度上均不连续的信号。模拟电路：工作信号为模拟信号的电子电路。数字电路：工作信号为数字信号的电子电路。前言主要内容半导体二极管和晶

2、体管基本放大电路集成运算放大器电子电路中的反馈直流稳压电源Δ电力电子技术门电路和组合逻辑电路触发器和时序逻辑电源存储器和可编程逻辑器件模拟量和数字量的转换*现代通信技术前言第14章二极管和晶体管内容主要有：半导体的导电性能PN结的形成及单向导电性半导体器件的基本结构、工作原理、主要特性曲线、主要参数的意义晶体管的电流分配和放大作用光电器件的工作原理半导体器件主要包括：半导体二极管（包括稳压管）晶体管光电器件第14章二极管和晶体管14.1半导体的导电特性14.1半导体的导电特性物质根据其导电性能分为导体：导电能力良好的物质。绝缘体：导电能力很差的物质。半

3、导体：是一种导电能力介于导体和绝缘体之间的物质，如硅、锗、硒、砷化镓及一些硫化物和氧化物。半导体的导电能力具有独特的性质。①温度升高时，纯净的半导体的导电能力显著增加；②纯净的半导体受到光照时，导电能力明显提高；③在纯净半导体材料中加入微量的“杂质”元素，它的电导率就会成千上万倍地增长。半导体为什么具有以上的导电性质？1.半导体的晶体结构原子的组成：带正电的原子核若干个围绕原子核运动的带负电的电子且整个原子呈电中性。半导体器件的材料：硅（Silicon-Si）：四价元素，硅的原子序数是14，外层有4个电子。锗（Germanium-Ge）：也是四价元素，

4、锗的原子序数是32，外层也是4个电子。14.1.1本征半导体14.1半导体的导电特性简化原子结构模型如图4-1(a)的简化形式。+4惯性核价电子图14-1(a)硅和锗的简化原子模型14.1半导体的导电特性图14-1晶体共价键结构平面示意图+4+4+4+4+4+4+4+4+4共价键单晶半导体结构特点共价键:由相邻两个原子各拿出一个价电子组成价电子对所构成的联系。图14-1是晶体共价键结构的平面示意图。14.1半导体的导电特性2.半导体的导电原理⑴本征半导体（IntrinsicSemiconductor）纯净的、结构完整的单晶半导体，称为本征半导体。物质导

5、电能力的大小取决于其中能参与导电的粒子—载流子的多少。本征半导体在绝对零度（T=0K相当于T=－273℃）时，相当于绝缘体。在室温条件下，本征半导体便具有一定的导电能力。14.1半导体的导电特性半导体中的载流子自由电子空穴（Hole）价电子挣脱共价键的束缚成为自由电子的同时，在原来的共价键位置上留下了一个空位，这个空位叫做空穴。空穴带正电荷。14.1半导体的导电特性在本征半导体中，激发出一个自由电子，同时便产生一个空穴。电子和空穴总是成对地产生，称为电子空穴对。半导体中共价键分裂产生电子空穴对的过程叫做本征激发。产生本征激发的条件：加热、光照及射线照射

6、。半导体中存在载流子的产生过程载流子的复合过程实验表明，在一定的温度下，电子浓度和空穴浓度都保持一个定值.动画14.1半导体的导电特性空穴的运动实质上是价电子填补空穴而形成的。BA空穴自由电子图14-2晶体共价键结构平面示意图+4+4+4+4+4+4+4+4+4C共价键14.1半导体的导电特性14.1.2N型半导体和P型半导体(杂质半导体)掺入了“杂质”的半导体称为“杂质”半导体。常用的杂质元素三价的硼、铝、铟、镓五价的砷、磷、锑杂质半导体分为：N型半导体和P型半导体。N型半导体在本征半导体中加入微量的五价元素，可使半导体中自由电子浓度大为增加，形成N

7、型半导体(电子半导体)。14.1半导体的导电特性图14-3N型半导体晶体结构示意图+4+4+4+4+4+4+4+4+4共价键掺入五价原子在室温下就可以激发成自由电子掺入五价原子占据Si原子位置14.1半导体的导电特性②P型半导体在本征半导体中加入微量的三价元素，可使半导体中的空穴浓度大为增加，形成P型半导体。空位A图14-4P型半导体晶体结构示意图+4+4+4+4+4+3+4+4+4共价键空位吸引邻近原子的价电子填充，从而留下一个空穴。在P型半导体中，空穴数等于负离子数与自由电子数之和，空穴带正电，负离子和自由电子带负电，整块半导体中正负电荷量相等，保

8、持电中性。14.1半导体的导电特性综上所述：(1)本征半导体中加入五价杂质元素，便形成N型半导