模块一常用电子元器件及其特性.ppt

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1、模块一常用电子元器件及其特性【教学聚焦】一、知识目标：1、了解常用电子元器件；2、掌握二极管、三极管、场效应管、晶闸管、电阻器、电容器及电感器的种类、作用与标识方法；3、掌握各种二极管、三极管、场效应管及晶闸管的特性和主要参数。二、技能目标：1、能用目视法判断识别常用电子元器件的种类，能正确说出元器件的名称；2、能正确识读元器件上标识的主要参数，并了解元器件的作用和用途；3、掌握用万用表检测常用电子元器件的方法。项目1半导体的基础知识1.1.1本征半导体1.1.2杂质半导体项目1半导体的基础知识自然界的物质，按导

2、电能力的强弱可分为导体、绝缘体和半导体三类。物质的导电能力可以用电导率或电阻率来衡量，二者互为倒数。物质的导电能力越强，其电导率越大，电阻率越小。导电能力很强的物质称为导体。金属一般都是导体，如银、铜、铝、铁等。绝缘体是导电能力极弱的物质。如橡胶、塑料、陶瓷、石英等都是绝缘体。多数现代电子器件是由性能介于导体与绝缘体之间的半导体材料制作而成的。常用的半导体材料有：硅（Si）、锗（Ge）、砷化镓（GaAs）等，其中硅是目前最常用的一种半导体材料。项目1半导体的基础知识1.1.1本征半导体本征半导体是一种完全纯净的、

3、结构完整的半导体晶体。在T=0K和没有外界激发时，由于共价键的束缚，半导体无导电能力。在室温（300K）下，被束缚的价电子会获得足够的能量挣脱共价键的束缚，成为自由电子，这种现象称为本征激发。当电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后，共价键中就留下一个空位，叫空穴。由于共价键中出现了空位，在外加电场或其他能源的作用下，邻近价电子可填补到这个空位上，这样使共价键中出现了一定的电荷迁移，就相当于空穴在移动。空穴是带正电的，价电子填充空穴的移动相当于正电荷（空穴）的移动。项目1半导体的基础知识1.1.1本征半导体图1.2硅

4、的晶体结构项目1半导体的基础知识1.1.1本征半导体本征半导体中的电子和空穴是成对产生的；当电子和空穴相遇“复合”时，也成对消失；带负电的自由电子和带正电的空穴都是载流子。温度越高，载流子产生率越高；载流子的浓度越高，晶体的导电能力越强，即本征半导体的导电能力随温度的增加而增加。在外加电场的作用下，半导体中出现两部分电流：自由电子作定向移动而形成的电子电流和仍被原子核束缚的价电子递补空穴而形成的空穴电流。因此，自由电子和空穴都称为载流子。两种载流子同时参与导电是半导体导电方式的最大特点，也是半导体和金属在导电原理

5、上的本质区别所在。项目1半导体的基础知识1.1.2杂质半导体本征半导体的导电能力是很弱的，但是在本征半导体中掺入微量的其他元素就会使半导体的导电性能发生显著变化。（1）P型半导体在硅的晶体内掺入少量三价元素杂质，比如硼，它与周围的硅原子组成共价键时，在晶体中会产生很多空穴。在P型半导体中，空穴数远大于自由电子数，空穴为多数载流子，自由电子为少数载流子。P型半导体以空穴导电为主。（2）N型半导体在硅的晶体内掺入少量五价元素杂质，比如磷，它与周围硅原子组成共价键时，在晶体中会产生很多自由电子。在N型半导体中，自由电子

6、数远大于空穴数，自由电子为多数载流子，空穴为少数载流子。N型半导体以自由电子导电为主。项目1半导体的基础知识1.1.2杂质半导体图1.3P型半导体的共价键结构图1.4N型半导体的共价键结构项目2半导体二极管1.2.1基础知识1.2.2二极管的检测1.2.3特殊半导体二极管项目2半导体二极管1.2.1基础知识1.PN结的形成（1）半导体材料中载流子的运动1）漂移若有外电场加到晶体上，则其内部载流子将受力做定向移动。对于空穴而言，其移动方向与电场方向相同，而电子则是逆着电场的方向移动。这种由于电场作用而导致载流子的运

7、动称为漂移。2）扩散在半导体内，若某一特定的区域内空穴或电子的浓度高于正常值，则基于浓度差异，载流子由高浓度区域向低浓度的区域扩散，从而形成扩散电流。项目2半导体二极管1.2.1基础知识（2）PN结的形成在半导体两个不同的区域分别掺入三价和五价杂质元素，便形成P型区和N型区。这样，在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差异，N型区内电子浓度很高，而P型区内空穴浓度很高。电子和空穴都要从浓度高的区域向浓度低的区域扩散，如图1.5所示。它们扩散的结果就使P区和N区的交界处原来呈现的电中性被破坏了。P区一边失去空穴，留

8、下了带负电的杂质离子；N区一边失去电子，留下了带正电的杂质离子。半导体中的离子不能任意移动，因此并不参与导电。这些不能移动的带电粒子集中在P区和N区交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，这就是PN结。项目2半导体二极管1.2.1基础知识在出现了空间电荷区以后，由于正负离子之间的相互作用，在空间电荷区中形成了一个电场，其方向是从带正电的N区指向带负电的P区。由于这个电场是