《极管和晶体管》PPT课件

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1、14.3二极管14.4稳压二极管14.5晶体管14.2PN结及其单向导电性14.1半导体的导电特性第14章二极管和晶体管教学内容14.6光电器件理解PN结的单向导电性；了解二极管、稳压二极管和晶体管的基本构造、工作原理和主要特性曲线，理解主要参数的意义；理解晶体管的电流分配和放大作用。教学要求重点PN结的单向导电性，半导体三极管电流分配和放大作用。难点半导体三极管电流分配和放大作用，工作原理和主要特性曲线。学时数讲课4学时，习题1学时。掺杂性：在纯净的半导体中掺入微量杂质，半导体的导电能力增加几十万乃至几百万倍（据此可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管

2、、晶体管等）。光敏性：当受到光照时，半导体的导电能力显著增强（据此可做成各种光敏元件，如光敏二极管等）。热敏性：当环境温度增高时，半导体的导电能力显著增强（据此可做成各种热敏元件，如热敏电阻等）。14.1半导体的导电特性半导体的导电特性14.1.1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。共价健硅原子价电子共价键：每一原子的一个价电子与另一原子的一个价电子组成一个电子对。14.1半导体的导电特性硅单晶中的共价健结构SiSiSiSi价电子获得一定能量(温度增高或受光照)后，即可挣脱原子核的束缚(电子受到激发)，成为自由电子。本征半导体的导电

3、机理空穴自由电子此时，共价键中就留下一个空位，称为空穴。中性的原子被破坏而显出带正电。14.1半导体的导电特性空穴和自由电子的形成SiSiSiSi温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多。在外电场的作用下，有空穴的原子吸引相邻原子中的价电子来填补这个空穴，同时失去一个价电子的相邻原子的共价键中出现另一个空穴。14.1半导体的导电特性空穴自由电子空穴和自由电子的形成SiSiSiSi如此继续下去，就好象空穴在运动，其方向与价电子运动的方向相反，因此空穴运动相当于正电荷的运动。当半导体两端加上外电压时，半导体中将出现两部分电流：①自由电子作定向运动形成的电子电流；②

4、仍被原子核束缚的价电子递补空穴所形成的空穴电流。统称为载流子自由电子空穴14.1半导体的导电特性半导体和金属在导电原理上的本质差别：在半导体中，同时存在着电子导电和空穴导电。①温度愈高，载流子数目愈多，半导体的导电性能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。②本征半导体中的载流子数量极少，导电能力仍然很低。本征半导体中的自由电子和空穴总是成对出现，同时又不断复合。在一定的温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，于是半导体中的载流子便维持一定的数目。注意14.1半导体的导电特性14.1.2N型半导体和P型半导体掺杂后的自由电子数目大量增加，自由电子导电

5、成为这种半导体的主要导电方式，称为电子半导体或N型半导体。在单晶硅中掺入微量磷失去一个电子变为正磷离子在本征半导体中掺入微量的杂质(某种元素)，形成杂质半导体，其导电性能大大增强。在N型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。14.1半导体的导电特性SiSiSiSiP多余电子P+常温下即可变为自由电子N型半导体和P型半导体都是中性的，对外不显电性。14.1半导体的导电特性掺杂后的空穴数目大量增加，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。在单晶硅中掺入微量硼获得一个电子变为负硼离子在P型半导体中空穴是多数载流子，自由电子是少

6、数载流子。SiSiSiSi多余空位吸引相邻原子中的价电子填补它，则相邻原子出现空穴BB-14.2PN结及其单向导电性14.2.1PN结的形成PN结PN在一块N型(P型)半导体的局部再掺入浓度较大的三价(五价)杂质，使其变为P型(N型)半导体。在P型半导体和N型半导体的交界面就形成一个特殊的薄层，称为PN结。14.2PN结及其单向导电性IRPN14.2.2PN结的单向导电性I≈0RPNP区的多子空穴和N区的多子自由电子通过PN结进入对方，形成较大的正向电流，PN结导通。P区的少子自由电子和N区的少子空穴通过PN结进入对方，形成极小的反向电流，PN结截止。正向

7、导通，反向截止14.3二极管14.3.1基本结构⒈点接触型(一般为锗管)⒉面接触型(一般为硅管)结面积小、结电容小、正向电流小，适用于高频和小功率工作，也用作数字电路中的开关元件。结面积大、结电容大、正向电流大，适用于低频整流电路。阳极引线外壳触丝N型锗片阴极引线N型硅阳极引线阴极引线PN结金锑合金底座铝合金小球14.3二极管⒊平面型用于大功率整流管和数字电路中的开关管。P型硅N型硅阳极引线阴极引线SiO2保护层阳极阴极D⒋符号整流二极管稳压二极管开关二极管反向击穿特性14.3.2伏安特性硅管0.5V锗管0.1V反向击穿电压U(BR)导通压降外加正向电压只

8、有大于死区电压，二极管才能导通。外加电压大于反向击穿电压，二极管被