模拟电子技术 第一章 常用半导体器件ppt课件.ppt

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1、模拟电子技术电子教案沈阳工业大学电子技术教研室目录第一章常用半导体器件第一节半导体基础知识第二节半导体二极管第三节半导体三极管第四节场效应管第一章常用半导体器件第一章常用半导体器件目录器件是组成电路的基础。学电路要先学器件。本章内容：1.介绍半导体二、三极管的内部结构。2.重点讲授器件的工作原理与外特性。教学要求：1.重点掌握半导体器件的外特性。2.做到会正确选择，合理使用。目录第一章常用半导体器件第一节半导体基础知识一、本征半导体1.什么是半导体自然界中物质按导电能力分为三大类：导体—很容易导电的物质。如银、铜、金、铝。绝缘体—很不容易导电的物质。如塑料、陶瓷。半导体—导电能力介于导体和

2、绝缘体之间。如锗、硅。2.什么是本征半导体将纯净、排列有序的半导体晶体称为本征半导体。目录3.本征半导体特点①本征半导体内有两种载流子：电子（自由电子）“●”—带负电空穴“○”—带正电二者成对出现，叫电子空穴对。名词：载流子、本征激发、复合、动态平衡状态②浓度很低，随温度升高按指数规律增加。第一节半导体基础知识③本征半导体电特性：电子或空穴在外电场作用下，会产生定向移动，形成电流i；导电能力很差；电流i对温度敏感，即T（℃）↑→i↑为什么导电能力很差？对温度敏感？思考题本征激发目录二、杂质半导体本征半导体导电能力很弱，不能制造半导体器件杂质半导体导电能力强，能制造半导体器件。杂质半导体=本

3、征半导体＋微量元素（杂质）类型：N型半导体，P型半导体。1.N型半导体本征硅（锗）+微量五价元素（如磷）产生电子磷变为正离子施主杂质第一节半导体基础知识目录2.P型半导体本征硅（锗）+微量三价元素（如硼）产生空穴硼变为负离子受主杂质结论：P、N半导体的导电能力>>本征半导体第一节半导体基础知识目录三、PN结的形成与特性1.什么叫PN结在N型半导体和P型半导体交界面处形成的带电薄层。又称空间电荷区、阻挡层、势垒区。第一节半导体基础知识2.PN结的形成名词：扩散运动、漂移运动、动态平衡PN结形成目录3.PN结的单向导电性PN结加不同极性电压，表现不同特性①正向电压：P区接高电位，N区接低电位(

4、正向偏压、正偏)加正偏→PN结变窄→扩散>>漂移→多子扩散电流IF第一节半导体基础知识结论（正偏压）：PN结导通，导通电阻小产生正向电流IF，方向P→N，数值大，正偏压时内外电场反向目录第一节半导体基础知识3.PN结的单向导电性②反向电压：P区接低电位，N区接高电位(反向偏压、反偏)加反偏→PN结变宽→漂移为主→少子漂移电流IR正反压时内外电场现向结论（反偏压）：PN结截止，大电阻特性产生反向电流IR，方向N→P，数值很小PN结具有单向导电性目录第一节半导体基础知识4.PN结的具有电容效应所谓电容效应指的是它能储存电荷，且外加电压发生变化，所储存的电荷量随之而变。结电容特性：﹡正比于结面积

5、，低频时不起作用，高频时起作用﹡结电容不是常量，若PN结外加电压频率高到一定程度，则失去单向导电性。应低频工作，有最高工作频率fM限制。结电容势垒电容扩散电容目录一、二极管的组成第二节半导体二极管二、二极管的伏安特性及电流方程UT温度当量常温26mV将PN结封装，引出两个电极，就构成二极管二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性i=f(u)目录1.单向导电性第二节半导体二极管2.伏安特性受温度影响结论：正偏导通反偏截止单向导电性T（℃）↑→在电流不变情况下管压降u↓→反向饱和电流IS↑，U(BR)↓T（℃）↑→正向特性左移，反向特性下移目录三、二极管的等效电路第二节半导体二极管1.将伏安特

6、性折线化理想二极管(开关)导通时UD＝0截止时IS＝0近似分析中最常用导通时UD＝Uon截止时IS＝0导通时i与u成线性关系应根据情况不同选择不同的等效电路目录2.微变等效电路第二节半导体二极管当二极管静态基础上有一动态信号作用，则可将二极管等效为一个电阻，称为动态电阻。也就是微变等效电路。Q越高，rD越小目录四、二极管的主要参数第二节半导体二极管1.最大整流电流IFM2.最大反向工作电压URM3.反向电流IR4.最高工作频率fM5.正向压降UF表征二极管特性与质量的、是正确使用二极管的依据。目录五、二极管应用第二节半导体二极管应用广泛整流、限幅、保护、隔离、温度补偿等等。应用1.单向桥式

7、整流电路目录第二节半导体二极管应用2.限幅应用电路应用3.隔离应用电路目录六、稳压二极管第二节半导体二极管1.伏安特性由一个PN结组成，反向击穿后，在一定的电流范围内端电压基本不变，为稳定电压。反向击穿限流电阻目录2.稳压管主要参数第二节半导体二极管稳定电压UZ稳定电流IZ最大功耗PZM＝IZMUZ动态电阻rz＝ΔUZ/ΔIZ七、发光二极管(LED）由一个PN结组成，掺有发光材料，正偏压工作。工作电流为5～20mA，正向