二极管及其基本应用电路.ppt

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1、模拟电子线路张智玮《模拟电子线路》是电子类专业重要的专业基础课程之一。在学习常用半导体器件基本原理与特性的基础上，着重研究模拟电子线路的基本概念、原理和分析方法。通过本课程的学习，使电子类专业人才掌握一定的基础理论知识、实践能力以及分析问题和解决问题的能力。模拟电子线路课程简介本课程内容多、知识点分散、分析方法多样、器件和电路类型复杂。先行课程为《电工基础》，后续课程包括《数字电路》、《集成电路原理》等。模拟电子线路课程简介二极管集成器件三极管场效应管单管三组态放大器差动放大器低频功率放大器集成运放应用

2、电路多级负反馈放大器直流稳压电源半导体器件单元电路应用电路课程结构模拟电子线路模拟电子线路考核要求1.不得迟到、早退、旷课2.课堂上不得随意讲话3.按时独立完成作业成绩评定：平时＋期末考试＋实验成绩15％55％30％半导体基础知识在各种电子设备中，电子线路是主要组成部分。而半导体器件是电子线路的核心，主要包括二极管（D）、三极管（BJT或T）和场效应管（FET）。本节讲授半导体的基本知识，为理解半导体器件的特性与工作原理奠定必要的基础。§1.11.1半导体基础知识一、半导体材料1、半导体：导电性能介于导

3、体和绝缘体之间的一种物质。2、半导体材料元素半导体：硅（Si）、锗（Ge）化合物半导体：砷化镓（GaAs）掺杂材料：硼（B）、磷（P）3、重要特性：光敏与热敏特性掺杂特性二、半导体的共价键结构硅和锗的原子的最外层都有4个电子，又叫价电子。硅＋4简化模型锗1.1半导体基础知识共价键中的价电子不同于自由电子，不能导电。1.1半导体基础知识三、本征型半导体1.本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体化学成分纯净度（99.99999％）2.载流子：可移动的带电粒子3.本征激发：温度升高或光照增强→价电子得到

4、足够的能量→成为自由电子→在原先共价键中留下一个空位（空穴）1.1半导体基础知识自由电子与空穴都是可以移动的载流子自由电子带负电，空穴带正电本征半导体中，自由电子与空穴成对出现，成对消失1.1半导体基础知识四、杂质半导体1.N型半导体→形成一个自由电子和不能移动的施主正离子掺入五价元素（P）N型半导体：自由电子——多数载流子浓度取决于掺杂杂质空穴——少数载流子浓度取决于本征激发N型半导体是电中性1.1半导体基础知识2.P型半导体→形成一个空穴和不能移动的受主负离子掺入三价元素（B）P型半导体：空穴——多

5、数载流子浓度取决于掺杂杂质自由电子——少数载流子浓度取决于本征激发P型半导体是电中性1.1半导体基础知识五、PN结的形成----+------------空穴扩散电子扩散PN浓度差多子扩散运动空间电荷区内电场少子漂移运动动态平衡++++++++++++++++----++++----++++++++++++------------空间电荷区内电场1.1半导体基础知识PN结：空间电荷区、耗尽层、阻挡层、势垒区扩散运动：由浓度差引起扩散电流：PN漂移运动：由内电场引起内电场的作用：抑制扩散促进漂移漂移电流：

6、NP----+------------空穴扩散电子扩散PN++++++++++++++++----++++----++++++++++++------------空间电荷区内电场PNPN结动态平衡时，扩散电流与漂移电流大小相等、方向相反，流过PN的总电流为0。1.1半导体基础知识六、PN结的单向导电性++--++++++------内电场外电场+-++--++++++------PN1）正向偏置P－‘＋’、N－‘－’外电场削弱内电场，从而促进多子的扩散，抑制少子的漂移。PN结中以多子的扩散电流为主，方向

7、P→N，称为正向电流。正向电流较大，PN结呈现较小电阻，称PN结正向导通。1.1半导体基础知识正向导通时，PN结变窄1.1半导体基础知识++--++++++------PN++--++++++------内电场外电场+-2）反向偏置P－‘－’、N－‘＋’外电场加强内电场，从而抑制多子的扩散，促进少子的漂移。PN结中以少子的漂移电流为主，方向N→P，称为反向电流Isat。反向电流较小，PN结呈现较大电阻，称PN结反向截止。1.1半导体基础知识反向截止时，PN结变宽1.1半导体基础知识二极管及其基本应用电路

8、§1.21.2二极管及其基本应用电路一、二极管的结构与符号二、二极管的单向导电特性正向导通、反向截止PNNP二极管单向导电示意图（a）正偏导通（b）反偏截止PNNP1.2二极管及其基本应用电路二、二极管的单向导电特性1）正向特性Uon：导通电压、死区电压、门限电压Uon＝0.5V(硅)、0.1V(锗)UD：管压降UD＝0.7V(硅)、0.2V(锗)1.2二极管及其基本应用电路2）反向特性Isat:反向饱和电流(IR）nA量级(硅)μA量级(