电工学第七章二极管和晶体管

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1、第7章二极管和晶体管7.1半导体的导电特性7.2二极管7.3稳压二极管7.4晶体管7.5光电器件7.6直流稳压电源目录7.1半导体的导电特性半导体——导电能力介乎于导体和绝缘体之间的物质。半导体导电特性——热敏特性、光敏特性、掺杂特性返回物质按导电能力不同，可分为：导体、半导体、绝缘体热敏性：温度升高，导电能力增强——可做成温度敏感元件，如热敏电阻光敏性：光照增强，导电能力增强——可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管掺杂性：纯净半导体中掺入某些杂质，导电能力增强——可做成各种用途半导体器件，如二极管、三极管1、本征半导体定义：完全纯净的

2、、具有晶体结构的半导体应用最多的本征半导体是锗和硅，它们各有四个价电子，都是四价元素.硅的原子结构返回纯净的半导体其所有的原子基本上整齐排列，形成晶体结构。本征半导体晶体结构中的共价健结构1、本征半导体共价键价电子SiSiSiSi每个原子的一个价电子与相邻一原子的价电子组成共价键结构。返回(1)自由电子与空穴共价键中的电子在获得一定能量后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子。同时在共价键中留下一个空穴。空穴SiSiSiSi自由电子返回自由电子空穴(2)热激发与复合现象由于受热或光照产生自由电子和空穴的现象。——热激发自由电子在运动中遇到空穴后

3、，两者同时消失。——复合现象温度一定时，本征半导体中的自由电子——空穴对的数目基本不变。温度愈高，自由电子——空穴对数目越多。自由电子空穴返回SiSiSiSi(3)半导体导电方式在半导体中，同时存在着电子导电和空穴导电，这是半导体导电方式的最大特点。——载流子自由电子和空穴温度愈高，载流子数目愈多，导电性能也就愈好，因此，温度对半导体器件性能的影响很大。SiSiSiSi价电子空穴当半导体两端加上外电压时，自由电子作定向运动形成电子电流；而空穴的运动相当于正电荷的运动。返回(1)N型半导体形成：在硅或锗的晶体中掺入微量的磷（或其它五价元素）。多

4、余电子SiSiP+Si2、杂质半导体定义：渗入少量杂质的半导体特点：含有大量电子——多数载流子含有少量空穴——少数载流子返回硅晶体中掺磷出现自由电子——电子导电，电子型半导体(2)P型半导体形成：在硅或锗晶体中掺入少量的硼（或其它三价元素）。空穴SiSiB-Si硅晶体中掺硼出现空穴——空穴导电，空穴型半导体特点：含有大量空穴——多数载流子含有少量电子——少数载流子返回杂质半导体中多数载流子的数量取决于：返回注意掺杂的浓度温度的高低温度越高，少数载流子越多浓度越高，多数载流子越多杂质半导体中少数载流子的数量取决于：3、PN结(1)PN结的形成自

5、由电子PN空穴返回多数载流子因浓度上的差异而形成的运动称为扩散运动；少数载流子在内电场作用下的运动称为飘移运动。内电场方向自由电子PN空间电荷区空穴多数载流子扩散到对方区域后发生复合现象而消失，在交界面的两侧分别留下了不能移动的正负离子，呈现出一个空间电荷区——PN结同时，由正、负离子还会产生一个内电场，使少数载流子发生飘移运动。返回扩散运动和漂移运动的动态平衡扩散强漂移运动增强内电场增强两者平衡PN结宽度基本稳定外加电压平衡破坏扩散强漂移强PN结导通PN结截止返回(2)PN结的单向导电性1、外加正向电压（PN结正偏）–+变窄PN内电场方向外

6、电场方向RIPN结正偏PN结呈低阻，正向导通状态外电场与内电场方向相反有利于扩散进行扩散>飘移PN结变窄外部电源不断提供电荷产生较大的扩散电流I正返回2、外加反向电压（PN结反偏）+-变宽PN内电场方向外电场方向RI=0PN结反偏PN结呈高阻，反向截止状态外电场与内电场方向相同有利于漂移进行飘移>扩散PN结变厚外部电源不断提供电荷产生较小的反向电流I反返回PN结具有单向导电性PN结加正向电压时，处在导通状态，结电阻很低，正向电流较大。PN结加反向电压时，处在截止状态，结电阻很高，反向电流很小。结论返回返回思考题1(1)、P型半导体中空穴是多数

7、载流子，因而P型半导体带正电，N型半导体中自由电子是多数载流子，因而N型半导体带负电。这种说法是否正确？答：P型和N型半导体本身不呈带电性。(2)、为什么说扩散运动时多数载流子的运动，漂移运动是少数载流子的运动？答：扩散是多数载流子因浓度上的差异而形成的运动；漂移是少数载流子在内电场作用下形成的运动。7.2二极管1、基本结构引线外壳触丝N型锗片点接触型PN结加上相应的电极引线和管壳，就成为二极管。返回结面积小，通过电流小，适用于高频和小功率的工作。一、普通二极管PN结阴极引线铝合金小球金锑合金底座N型硅阳极引线面接触型表示符号结面积大，通过电

8、流大，工作频率较低，常用作整流。返回阳极阴极2、伏安特性正向O0.40.8U/VI/mA80604020-50-25I/µA-20-40反向死区电压击穿电压(1)半