模拟电子技术基础第1章ppt课件.ppt

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1、第一章半导体二极管、三极管1.1半导体二极管1.2特种二极管1.3双极型半导体三极管1.1.1半导体基础知识1．半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质。常用的半导体材料有硅（Si）、锗（Ge）、硒（Se）和砷化镓（GaAs）等。1.1半导体二极管5．空穴产生：价电子获得能量挣脱原子核吸引和共价键束缚后留下的空位，空穴带正电。2．本征半导体：纯净的不含任何杂质、晶体结构排列整齐的半导体。3．共价键：相邻原子共有价电子所形成的束缚。4．半导体中有自由电子和空穴两种载流子参与导电。图1.1.1共价健结构与空穴产生示意图6．半导体的特性7．杂质半导体的分类：(1)N型半导体(N-ty

2、pesemiconductor)：在四价的本征半导体(硅)中掺入微量五价元素(磷)，就形成了N型半导体。(2)P型半导体(P-typesemiconductor)：在四价的本征半导体(硅)中掺入微量三价元素(硼)就形成P型半导体。8．杂质半导体中多数载流子的产生见图1.1.2。图1.1.2掺杂半导体共价健结构示意图(a)N型半导体(b)P型半导体9．总结：(1)N型半导体中自由电子为多数载流子，简称多子，空穴为少数载流子，简称少子。(2)P型半导体中空穴为多子，自由电子为少子。(3)杂质半导体中，多子的浓度主要由掺杂浓度决定，而少子只与温度有关。(4)空位与空穴：P型半导体形成共

3、价键过程中所形成的空缺的位子为空位，而邻近共价键中电子填补这一空位而形成的空位称为空穴。1.1.2二极管的结构、类型、电路符号1．通过一定的生产工艺把半导体的P区和N区部分结合在一起，则它们的交界处就会形成一个具有单向导电性的薄层，称为PN结（PNJuntion）。图1.1.3二极管内部结构示意图和电路符号(a)内部结构(b)电路符号2．以PN结为管芯，在P区和N区均接上电极引线，并以外壳封装，就制成了半导体二极管，简称二极管（Diode）。3．二极管电路符号：箭头方向表示二极管导通时的电流方向。4．二极管的分类(1)按所用材料不同划分：硅管和锗管；(2)按制造工艺不同划分：①点

4、接触型：结电容（Junctioncapacitance）很小，允许通过的电流也很小（几十毫安以下），适用于高频检波、变频、高频振荡等场合。2AP系列和2AK系列；②面接触型：允许通过的电流较大，结电容也大，工作频率较低，用作整流器件。如国产硅二极管2CP和2CZ系列；③硅平面型，2CK系列开关管。图1.1.4二极管结构(a)点接触型(b)硅面接触型(c)硅平面型5．国产半导体器件命名方法。2AP9,“2”表示电极数为2,“A”表示N型锗材料,“P”表示普通管,“9”表示序号。查附录表练习：说明半导体器件的型号2AP8A和2CZ82F各部分的含义。1.1.3二极管的伏安特性一、二

5、极管的单向导电性图(a)中的开关闭合，灯亮，大电流；图(b)开关闭合，灯不亮，电流几乎为零。图1.1.5半导体二极管单向导电性实验（a)二极管正向偏置（b)二极管反向偏置二极管阳极电位高于阴极电位，称为二极管(PN结)正向偏置，简称正偏(Forwardbias)；二极管阳极电位低于阴极电位，称为二极管(PN结)反向偏置，简称反偏(Reversebias)。二极管正偏导通，反偏截止的这种特性称为单向导电性(Onilateralconductivity)；二、二极管的伏安特性(Volt-amperecharacteristics)二极管的伏安特性曲线如图1.1.6所示，分为三部分：(

6、a)正向特性：①OA段为死区，此时正偏电压称为死区电压Uth，硅管0.5V，锗管0.1V。②AB段为缓冲区。③BC段为正向导通区。当u≥Uth时，二极管才处于完全导通状态，导通电压UF基本不变。硅管为0.7~0.8V,一般取0.7V，锗管为0.2~0.3V，通常取0.2V。当二极管为理想二极管时，UF=0。(b)反向特性：如图OD段所示，二极管处于截止状态，在电路中相当于开关处于关断状态。(c)反向击穿特性：如图所示，反向电流在E处急剧上升，这种现象称之为反向击穿（Reversebreakdown），此时所对应的电压为反向击穿电压UBR。对于非特殊要求的二极管，反向击穿时会使二极

7、管PN结过热而损坏。图1.1.6半导体二极管伏安特性1.1.4温度对二极管特性的影响1、温度升高1℃，硅和锗二极管导通时的正向压降UF将减小2.5mv左右。2、温度每升高10℃，反向电流增加约一倍。3、温度升高UBR下降。1.1.5二极管主要参数1．最大整流电流IFIF为指二极管长期运行时允许通过的最大正向直流电流。IF与PN结的材料、面积及散热条件有关。大功率二极管使用时，一般要加散热片。在实际使用时，流过二极管最大平均电流不能超过IF，否则二极管会因过热而损坏。2．最高反向工