第15章二极管和三极管ppt课件.ppt

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1、第14章二极管和三极管（下）电工技术与电子技术返回第14章二极管和三极管14.3半导体二极管14.4稳压二极管14.5半导体三极管（晶体管）14.2PN结14.1半导体的导电特性第14章二极管和三极管本章要求：一、理解PN结的单向导电性，三极管的电流分配和电流放大作用；二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；三、会分析含有二极管的电路。学会用工程观点分析问题，即根据实际情况，对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近似，以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结果。器件是

2、非线性的、特性有分散性、RC的值有误差、工程上允许一定的误差，可用合理的估算方法。对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标和正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器件的目的在于应用。14.1半导体的导电特性半导体的导电特性：(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，增加几十万或几百万倍光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化。(可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等)。热敏性：当环境温度升高时，有些导电能力显著增强。(可做成各种不同用途的半导体器

3、件，如二极管、三极管和晶闸管等）。14.1.1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。晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构共价健共价键中的两个电子，称为价电子。SiSiSiSi价电子SiSiSiSi价电子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）------本征激发。空穴温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多。自由电子在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相

4、当于空穴的运动（相当于正电荷的移动，即空穴电流）。本征半导体的导电机理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空穴电流注意：1.本征半导体中载流子数目极少，其导电性能很差；2.温度愈高，载流子的数目愈多，半导体的导电性能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。同时存在电子导电和空穴导电两种导电方式。自由电子和空穴都称为载流子。自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载流子便维持一定的数

5、目。15.1.2N型半导体和P型半导体掺杂后自由电子数目大量增加，称为电子半导体或N型半导体。掺入五价元素P等SiSiSiSip+多余电子磷原子在常温下即可变为自由电子失去一个电子变为正离子在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）,形成杂质半导体。在N型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。15.1.2N型半导体和P型半导体掺杂后空穴数目大量增加，称为空穴半导体或P型半导体。掺入三价元素SiSiSiSi在P型半导体中空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。B–硼原子接受一个电子变为负离子空穴无论N或P型

6、半导体都是中性的，对外不显电性1.在杂质半导体中多子的数量与（a.掺杂浓度、b.温度）有关。2.在杂质半导体中少子的数量与（a.掺杂浓度、b.温度）有关。3.当温度升高时，少子的数量（a.减少、b.不变、c.增多）。abc4.在外加电压的作用下，P型半导体中的电流主要是，N型半导体中的电流主要是。（a.电子电流、b.空穴电流）ba15.2PN结15.2.1PN结的形成多子的扩散运动内电场少子的漂移运动浓度差P型半导体N型半导体内电场越强，漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。扩散的结果使空间电荷区变宽。PN结也称

7、空间电荷区扩散和漂移这一对相反的运动最终达到动态平衡，空间电荷区的厚度固定不变。对称结非对称结－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++－－－－－－－－形成空间电荷区15.2.1PN结的单向导电性1.PN结加正向电压（正向偏置）PN结变窄P接正、N接负外电场IF内电场被削弱，多子的扩散加强，形成较大的扩散电流。外电场将多子推向空间电荷区，PN结变窄，阻挡层⇣，正向电流较大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。通常在电路中串接电阻。内电场PN－－－－－－－－－－－－－－－－－－+

8、++++++++++++++++++–PN结变宽2.PN结加反向电压（反向偏置）外电场内电场被加强，少子的漂移加强，由于少子数量很少，形成很小的反向电流。IRP接负、N接正内电场PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－温度越高，少子的数目越多，反向电流将随温度增加。–+PN结加反向电压时，PN结变宽，阻挡层⇡，反向电流较小，反向电阻较大