模拟电子技术PN结及其单向导电性-教学文稿.pptx

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1、电工电子技术主讲：韩振花项目六：常用半导体器件PN结及其单向导电性明确任务：PN结及其单向导电性知识准备：PN的形成与单向导电性操作训练：万用表验证PN结的单向导电性知识深化：PN结与半导体器件归纳总结一、明确任务（一）PN结及其单向导电性PN结如何形成的？PN结何时导通？何时截止？二、知识准备（一）导体、半导体、绝缘体物质按其导电能力一般可分为导体，半导体和绝缘体。导电能力较强的物质称为导体，如铜、铝等。没有导电能力的物质称为绝缘体，如塑料、陶瓷等。导电能力介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。【特别提示】制造半导体器件最常用的半导体材料为硅和锗。二、知识准备（二）半导体的特

2、性1.热敏特性2.光敏特性3.掺杂特性二、知识准备（二）半导体的特性1.热敏特性和光敏特性通常状态下半导体类似于绝缘体，几乎不导电。但在加热或光照加强时，半导体的阻值显著下降，导电能力增强类似于导体。利用半导体的热敏特性和光敏特性可制成热敏电阻和光敏电阻、光电二极管等元件，用于实现自动测量及自动控制等。二、知识准备1.热敏特性和光敏特性半导体具有热敏特性和光敏特性是由半导体的内部结构所决定的。纯净的半导体又称本征半导体。用于制造半导体器件的硅和锗都是四价元素，其最外层原子轨道上有四个电子，这四个电子为相邻的原子所共有，形成共价键结构。半导体内部结构示意图（二）半导体的特性二、知

3、识准备（二）半导体的特性2.掺杂特性二、知识准备2.掺杂特性如果在半导体里掺入少量的杂质，也会使半导体的导电能力增强。例如，在半导体硅或锗中掺入少量外层电子只有三个的硼元素，和外层电子数是四个的硅或锗原子组成共价键时，就自然形成一个空穴，这就使半导体中的空穴载流子增多，导电能力增强，这种掺入三价元素，空穴为多数载流子，而自由电子为少数载流子的半导体叫空穴型半导体，简称P型半导体。（二）半导体的特性二、知识准备2.掺杂特性如果在半导体中掺入少量外层电子为五个的磷元素，在和半导体原子组成共价键时，就多出一个电子。这个多出来的电子不受共价键束缚，很容易成为自由电子而导电。这种掺入五价

4、元素，电子为多数载流子，空穴为少数载流子的半导体叫电子型半导体，简称N型半导体。单独的N型或P型半导体，只是在导电能力上得到了改善。由掺杂浓度的不同而得到不同值的半导体电阻。制造半导体二极管、三极管、场效应管等半导体器件，则是利用P型半导体和N型半导体两者的结合，既PN结。（二）半导体的特性二、知识准备1.PN结的形成在一块纯净的半导体晶片上，采用特殊的掺杂工艺，在两侧分别掺入三价元素和五价元素。一侧形成P型半导体，另一侧形成N型半导体，如图所示。PN结的形成（三）PN结二、知识准备2.PN结的单向导电性（三）PN结二、知识准备2.PN结的单向导电性（三）PN结PN结外加正向电

5、压，即P区接电源的正极，N区接电源的负极，称为PN结正偏，如图所示。外加电压在PN结上所形成的外电场与PN结的内电场方向相反，相当于削弱了内电场的作用，使PN结变窄，破坏了原有的动态平衡，加强了多数载流子的扩散运动，形成较大的正向电流。这时称PN结为正向导通状态。二、知识准备2.PN结的单向导电性（三）PN结如果给PN结外加反向电压，即P区接电源的负极，N区接电源的正极，称为PN结反偏，如图所示。外加电压在PN结上所形成的外电场与PN结的内电场方向相同，相当于增强了内电场的作用，使PN结变厚，破坏了原有的动态平衡，加强了少数载流子的漂移运动，由于少数载流子的数量很少，所以只有很

6、小的反向电流，一般情况下可以忽略不计。这时称PN结为反向载止状态。三、操作训练（一）万用表验证PN的单向导通性1.PN的单向导通性将万用表打到二极管档位，将红黑表笔分别接二极管的两侧，听见响声的时候为PN结导通，没有响声的时候为PN结截止。四、知识深化（一）PN结与半导体器件1.PN结与半导体器件PN结正偏（P＋N－）导通，反偏（P－N＋）载止，具有单向导电性。这是PN结的重要特性，PN结是制造各种半导体器件的基础。五、归纳总结PN结及其单向导电性这节课主要讲述了半导体的基础知识，包括半导体的特性、PN结的形成、PN结的单向导电性等。同学们学完之后，能够用万用表验证PN单向导电

7、性。谢谢！