常用电子元器件及应用ppt课件.ppt

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1、第一章常用电子器件及其应用掌握二极管的特性、参数及其应用。掌握三极管的特性、参数及其应用。理解放大电路的工作原理及特点。能够对放大电路进行静态和动态分析。本章要点5.1.1半波整流电路设计5.1.2二极管工作原理与特性参数5.1.3常见二极管及其应用5.1.4二极管整流电路5.1.5二极管稳压电路5.1.6带有半波整流器的照明电路设计过程5.1半导体二极管目前，人们多用日光灯照明，但是由于日光灯长时间点燃，再加上电源电压不稳定，经常造成日光灯烧毁损坏。另外，日光灯受电压、气候、环境温度的影响特别大，尤其在气温低、电压低时，电流小，灯丝预热不行

2、，易造成启动困难，灯光忽明忽暗。试设计一个半波整流电路，改善上述问题。5.1.1半波整流电路设计思考：什么是二极管？它是如何工作的？半导体元器件是用半导体材料制成的电子元器件。它是构成各种电子电路的核心，是近代电子学的重要组成部分。体积小、重量轻、使用寿命长、输入功率小、功率转换效率高等优点而得到广泛应用。5.1.2二极管工作原理与特性参数一、半导体的导电特性例如：钴、锰、镍等的氧化物。(可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变。例如：纯硅中掺入微量硼。(可做成不同用途半导体器件，如二极管、三极

3、管等）光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化。例如：镉、铅等的硫化物、硒化物(可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、)。热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强半导体为什么会具有这些不同于其他物质的特点呢？1.本征半导体完全纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。它具有共价键结构。锗和硅的原子结构单晶硅中的共价键结构价电子硅原子现在所用的半导体材料一般制作成晶体，都具有晶体结构，所以也把半导体称为晶体。构成共价键后，原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。在绝对0度和没有外界激发时，共价键中的两个价电子很难挣脱共价键的束缚成为自由电子

4、，即基本不导电。但价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子（带负电），同时共价键中留下一个空位，称为空穴（带正电）。这一现象称为本征激发。所以当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分电流：(1)自由电子作定向运动电子电流(2)价电子递补空穴空穴电流本征半导体的导电机理在半导体中，同时存在着电子导电和空穴导电。空穴和自由电子都称为载流子。它们成对出现，成对消失。自由电子和空穴的形成复合自由电子本征激发空穴总结：本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。在半导体中两种载流子都参与导电

5、，是半导体区别于导体导电原理的本质所在。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。温度越高，载流子的浓度越大。本征半导体中载流子数目极少,其导电性能很差；那么，怎样使半导体的导电能力增强呢？2.杂质半导体（N型半导体和P型半导体）原理图P自由电子磷原子正离子P+在硅或锗中掺入少量的五价元素，如磷或砷、锑，则形成N型半导体。多余价电子少子多子正离子在N型半导体中，电子是多子，空穴是少子N型半导体P型半导体在硅或锗中掺入三价元素如硼或铝镓，则形成P型半体。BB-硼原子负离子空穴填补空位在P型半导体中，空穴是多子，电子是少子。多子少子负离子虽然杂质半

6、导体的导电能力增强了，但是还不能用来直接制造半导体器件，还需要形成PN结(PNJunction)。通常采用一定的掺杂工艺，将一块半导体的一侧掺杂成P型半导体，另一侧掺杂成N型半导体，在两种半导体的交界面处将形成一个特殊的薄层→PN结。PN结是构成各种半导体器件的基础。二、PN结及其单向导电性P区N区P区的空穴向N区扩散并与电子复合N区的电子向P区扩散并与空穴复合空间电荷区内电场方向1.PN结的形成载流子的浓度差引起多子的扩散。扩散使交界面形成空间电荷区。复合使空间电荷区多子耗尽内电场阻碍多子扩散，加强少子的运动。最终，扩散和漂移达到动态平衡。

7、空间电荷区内电场方向PN结在没有外加电压时，扩散和漂移处于动态平衡，PN结内无电流通过。P区N区多子扩散少子漂移2.PN结的单向导电性P区N区内电场外电场EI空间电荷区变窄P区的空穴进入空间电荷区和一部分负离子中和N区电子进入空间电荷区和一部分正离子中和扩散运动增强，形成较大的正向电流。PN结加正向电压（正向偏置）：P接正极，N接负极外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走空间电荷区变宽内电场外电场少子越过PN结形成很小的反向电流IREN区P区PN结加反向电压（反向偏置）：P接负极，N接正极PN结的单向导电性：PN结加正向电压时，PN结变

8、窄，正向电阻较小，正向电流较大，PN结处于导通状态。PN结加反向电压时，PN结变宽，反向电阻较大，反向电流较小，PN结处于截止状态。总结从P区一侧引出电极称为阳极，