模拟电子技术应用基础 教学课件1 作者 赵景波第1章.ppt

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1、了解半导体的基本知识，理解PN结的单向导电性掌握二极管的电路符号和特性，理解二极管的应用，了解其他类型的二极管掌握三极管的电路符号、放大作用及伏安特性，了解三极管的主要参数了解场效应管的结构、电路符号、伏安特性和主要参数，掌握场效应管的使用本章学习要求第1章常用半导体器件1.1晶体二极管1.2二极管的应用电路1.3晶体三极管1.4场效应晶体管1.5实训半导体器件的识别和使用1.6知识拓展本章大纲习题小结1.1.1半导体的基本知识自然界中的物质按导电能力强弱的不同，可分为导体、绝缘体和半导体三大类。1.1晶体二极管1.半导体的定义及分类

2、半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。常用的半导体材料有锗（Ge）、硅（Si）和砷（As）等。完全纯净的、不含杂质的半导体叫做本征半导体。如果在本征半导体中掺入其他元素，则称为杂质半导体。本征半导体有两种导电的粒子，一种是带负电荷的自由电子，另一种是相当于带正电荷的粒子-空穴。自由电子和空穴在外电场的作用下都会定向移动形成电流，所以人们把它们统称为载流子。在本征半导体中，每产生一个自由电子，必然会有一个空穴出现，自由电子和空穴成对出现，这种物理现象称为本征激发，如图1-1所示。图1-1空穴与自由电子由于常温下本征激发产生的自由电

3、子和空穴的数目很少，所以本征半导体的导电性能比较差。但当温度升高或光照增强时，本征半导体内的自由电子运动加剧，载流子数目增多，导电性能提高，这就是半导体的热敏特性和光敏特性；在本征半导体中掺入微量元素后，导电性能会大幅提高，这就是半导体的掺杂特性。在本征半导体中掺入不同的微量元素，就会得到导电性质不同的半导体材料。根据掺杂特性的不同，可制成两大类型的杂质半导体，即P型半导体和N型半导体。由于常温下本征激发产生的自由电子和空穴的数目很少，所以本征半导体的导电性能比较差。但当温度升高或光照增强时，本征半导体内的自由电子运动加剧，载流子数目

4、增多，导电性能提高，这就是半导体的热敏特性和光敏特性；在本征半导体中掺入微量元素后，导电性能会大幅提高，这就是半导体的掺杂特性。在本征半导体中掺入不同的微量元素，就会得到导电性质不同的半导体材料。根据掺杂特性的不同，可制成两大类型的杂质半导体，即P型半导体和N型半导体。（１）P型半导体图1-2P型半导体结构示意图（2）N型半导体图1-3P型半导体结构示意图2.PN结及其导电性图1-4PN结的形成把一块P型半导体和一块N型半导体设法“结合起来”，在交界面处将形成一个特殊的带电薄层-PN结。P型半导体中的多数载流子-空穴和N型半导体中的多

5、数载流子-电子因浓度差将发生扩散，结果使PN结中靠P区的一侧带负电，靠N区的一侧带正电，形成了一个由N区指向P区的电场，即PN结的内电场。内电场的存在将阻碍多数载流子继续扩散，所以又称为阻挡层，如图1-4所示。(1)正向偏置图1-5PN结加正向电压(2)反向偏置图1-6PN结加反向电压1.1.2半导体二极管的结构及型号在PN结两端分别引出一个电极，外加管壳即构成晶体二极管，又称为半导体二极管。1.半导体二极管的结构图1-7二极管的结构类型图1-8二极管的电路符号2AP9二极管的名称含义：2──代表二极管；A──代表器件的材料。A为N型

6、Ge（B为P型Ge，C为N型Si，D为P型Si）；P──代表器件的类型。P为普通管（Z为整流管，K为开关管）；9──用数字代表同类器件的不同规格。2.半导体二极管的型号1.1.3半导体二极管的特性由于二极管是将P型和N型半导体结合在一起做成PN结，再封装起来构成的，所以二极管本身就是一个PN结，具有单向导电性，如图1-9和1-10所示。图1-9二极管正向导通图1-10二极管反向截止1.1.3半导体二极管的特性二极管的伏安特性是表示二极管两端的电压和流过它的电流之间关系的曲线，可用于说明二极管的工作情况。图1-11所示为锗二极管2CP1

7、0的伏安特性。图1-11二极管伏安特性1.1.4二极管主要参数参数名称说明IF最大整流电流二极管长期运行时，允许通过的最大正向平均电流，其大小与二极管内PN结的结面积和外部的散热条件有关。二极管工作时若超过IF，将会因过热而烧坏IR反向漏电流指室温下加反向规定电压时流过的反向电流，IR越小越说明管子的单向导电性好，其大小受温度影响越大。硅二极管的反向电流一般在纳安（nA）级；锗二极管在微安（A）级UR最高反向工作电压允许长期加在两极间反向的恒定电压值。为保证管子安全工作，通常取反向击穿电压的一半作为UR，工作实际值不超过此值UB反向

8、击穿电压发生反向击穿时的电压值fM最高工作频率二极管所能承受的最高频率，主要受到PN结的结电容限制，通过PN结交流电频率高于此值，二极管将不能正常工作【例1-1】由两个二极管构成的电路如图1-12（a）所示，输入信号u1