第一章二极管及其应用
- 格式:pptx
- 大小:4.70 MB
- 文档页数:41
第1章半导体二极管及其基本电路自测题判断下列说法是否正确,用“√”和“?”表示判断结果填入空内1. 半导体中的空穴是带正电的离子。
(?)2. 温度升高后,本征半导体内自由电子和空穴数目都增多,且增量相等。
(√)3. 因为P型半导体的多子是空穴,所以它带正电。
(?)4. 在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素,可将其改型为P型半导体。
(√)5. PN结的单向导电性只有在外加电压时才能体现出来。
(√)选择填空1. N型半导体中多数载流子是 A ;P型半导体中多数载流子是B。
A.自由电子 B.空穴2. N型半导体C;P型半导体C。
A.带正电 B.带负电 C.呈电中性3. 在掺杂半导体中,多子的浓度主要取决于B,而少子的浓度则受 A 的影响很大。
A.温度 B.掺杂浓度 C.掺杂工艺 D.晶体缺陷4. PN结中扩散电流方向是A;漂移电流方向是B。
A.从P区到N区 B.从N区到P区5. 当PN结未加外部电压时,扩散电流C飘移电流。
A.大于 B.小于 C.等于6. 当PN结外加正向电压时,扩散电流A漂移电流,耗尽层E;当PN结外加反向电压时,扩散电流B漂移电流,耗尽层D。
A.大于 B.小于 C.等于D.变宽 E.变窄 F.不变7. 二极管的正向电阻B,反向电阻A。
A.大 B.小8. 当温度升高时,二极管的正向电压B,反向电流A。
A.增大 B.减小 C.基本不变9. 稳压管的稳压区是其工作在C状态。
A.正向导通 B.反向截止 C.反向击穿有A、B、C三个二极管,测得它们的反向电流分别是2?A、0.5?A、5?A;在外加相同的正向电压时,电流分别为10mA、 30mA、15mA。
比较而言,哪个管子的性能最好【解】:二极管在外加相同的正向电压下电流越大,其正向电阻越小;反向电流越小,其单向导电性越好。
所以B管的性能最好。
题习题1试求图所示各电路的输出电压值U O,设二极管的性能理想。
5VVD+-3k ΩU OVD7V5V +-3k ΩU O5V1VVD +-3k ΩU O(a ) (b ) (c )10V5VVD3k Ω+._O U 2k Ω6V9VVD VD +-123k ΩU OVD VD 5V7V+-123k ΩU O(d ) (e ) (f )图【解】:二极管电路,通过比较二极管两个电极的电位高低判断二极管工作在导通还是截止状态。
第1章二极管及其整流电路第1章二极管及其整流电路1.1目标1.了解半导体的导电特性。
2..理解PN结的单向导电性。
2.了解二极管、稳压管的基本构造、工作原理和特性曲线,理解主要参数的意义。
3.了解二极管在电路中的几种应用,掌握二极管电路的基本分析方法。
4.学会用万用表判断二极管、稳压管的质量及管脚。
5.理解单相整流电路的工作原理。
6.了解几种滤波电路的工作原理和合理应用。
7.了解稳压管稳压电路的稳压原理和应用条件。
8.掌握直流稳压电路的组成原理、结构特点和分析计算方法。
1.2内容1.2.1知识结构框图二极管及其整流电路的基本知识点见图1.1。
限幅电路钳位电路二极管续流电路单相半波整流电路半导体本征半导体杂质半导体PN结检波电路…整流电路单相桥式整流电路三相桥式整流电路稳压管稳压电路稳压管稳压电路电容滤波器直流稳压电源滤波电路电感滤波器p型滤波器图1.1二极管及其整流电路的基本知识点-3-电子同步指导与实习1.2.2基本知识点一、半导体基础知识1.半导体半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。
它的导电能力随温度、光照或掺杂不同而发生显著变化。
2.本征半导体的导电性在绝对零度(0K)时,本征半导体中没有载流子,它是良好的绝缘体。
在热激发条件下,本征半导体共价键结构中的少数价电子获得足够能量,挣脱了原子核的束缚,成为自由电子。
激发产生电子空穴对,复合消失电子空穴对。
本征半导体中具有两种载流子——自由电子和空穴,二者数量相等。
在常温下,载流子数量很少。
当温度升高时本征激发所产生的载流子浓度基本上按指数规律增大,温度是影响半导体性能的一个重要因素。
但是本征半导体的载流子数量较少,因此导电性能很差。
3.杂质半导体的导电性在本征半导体中掺入不同的杂质,可得到N型(多子是电子)或P型(多子是空穴)半导体。
微量掺杂就可以形成大量的多子,其导电性能大大增强,所以杂质半导体的导电率高。
4.PN结PN结是载流子在浓度差作用下的扩散运动和内电场作用下的漂移运动所产生的,它具有单向导电性。
第一章二极管及其应用第一节二极管的基本知识一、半导体及PN结物质存在的形式多种多样,固体、液体、气体、等离子体等等。
我们通常把导电性差的材料,如煤、人工晶体、琥珀、陶瓷等称为绝缘体。
而把导电性比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。
可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。
与导体和绝缘体相比,半导体材料的发现是最晚的,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后,半导体的存在才真正被学术界认可。
1、本征半导体最常用的半导体是硅和锗。
硅和锗都是四价元素,原子结构的最外层轨道上有四个价电子,当把硅或锗制成晶体时,它们是靠共价键的作用而紧密联系在一起。
晶体硅原子整齐排列见上右图。
半导体一般都具有晶体结构,所以也称为单晶体.纯净晶体结构的半导体我们称之为本征半导体.本征半导体中相邻原子靠共价键结构结合起来.共价键中的一些价电子由于热运动获得一些能量,从而摆脱共价键的约束成为自由电子,同时在共价键上留下空位,我们称这些空位为空穴,它带正电.在外电场作用下,自由电子产生定向移动,形成电子电流;同时价电子也按一定的方向一次填补空穴,从而使空穴产生定向移动,形成空穴电流。
在晶体中存在两种载流子,即带负电自由电子和带正电空穴,它们是成对出现的。
2、N型半导体和P型半导体在本征半导体中两种载流子的浓度很低,因此导电性很差。
我们向晶体中有控制的掺入特定的杂质来改变它的导电性,这种半导体被称为杂质半导体。
a。
N型半导体在本征半导体中,掺入5价元素,使晶体中某些原子被杂质原子所代替,因为杂质原子最外层有5个价电子,它与周围原子形成共价键后,还多余一个自由电子,因此使其中的空穴的浓度远小于自由电子的浓度.但是,电子的浓度与空穴的浓度的乘积是一个常数,与掺杂无关。
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。
b。
P型半导体在本征半导体中,掺入3价元素,晶体中的某些原子被杂质原子代替,但是杂质原子的最外层只有3个价电子,它与周围的原子形成共价键后,还多余一个空穴,因此使其中的空穴浓度远大于自由电子的浓度。
第一章晶体二极管及应用电路§1.1 知识点归纳一、半导体知识1.本征半导体·单质半导体材料是具有4价共价键晶体结构的硅(Si)和锗(Ge)(图1-2)。
前者是制造半导体IC的材料(三五价化合物砷化镓GaAs是微波毫米波半导体器件和IC的重要材料)。
·纯净(纯度>7N)且具有完整晶体结构的半导体称为本征半导体。
在一定的温度下,本征半导体内的最重要的物理现象是本征激发(又称热激发或产生)(图1-3)。
本征激发产生两种带电性质相反的载流子——自由电子和空穴对。
温度越高,本征激发越强。
+载流子。
空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶格·空穴是半导体中的一种等效q+电荷的空位宏观定向运动(图1-4)。
中的空位,使局部显示q·在一定的温度下,自由电子与空穴在热运动中相遇,使一对自由电子和空穴消失的现象称为载流子复合。
复合是产生的相反过程,当产生等于复合时,称载流子处于平衡状态。
2.杂质半导体·在本征硅(或锗)中渗入微量5价(或3价)元素后形成N型(或P型)杂质半导体(N型:图1-5,P型:图1-6)。
·在很低的温度下,N型(P型)半导体中的杂质会全部电离,产生自由电子和杂质正离子对(空穴和杂质负离子对)。
·由于杂质电离,使N型半导体中的多子是自由电子,少子是空穴,而P型半导体中的多子是空穴,少子是自由电子。
·在常温下,多子>>少子(图1-7)。
多子浓度几乎等于杂质浓度,与温度无关;两少子浓度是温度的敏感函数。
·在相同掺杂和常温下,Si的少子浓度远小于Ge的少子浓度。
3.半导体中的两种电流在半导体中存在因电场作用产生的载流子漂移电流(这与金属导电一致);还存在因载流子浓度差而产生的扩散电流。
4.PN结·在具有完整晶格的P型和N型材料的物理界面附近,会形成一个特殊的薄层——PN 结(图1-8)。