《模拟电子》第1章PN结至场效应管
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《模电》第一章重点掌握内容:一、概念1、半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的物质。
2、半导体奇妙特性:热敏性、光敏性、掺杂性。
3、本征半导体:完全纯净的、结构完整的、晶格状的半导体。
4、本征激发:环境温度变化或光照产生本征激发,形成电子和空穴,电子带负电,空穴带正电。
它们在外电场作用下均能移动而形成电流,所以称载流子。
5、P型半导体:在纯净半导体中掺入三价杂质元素,便形成P型半导体,使导电能力大大加强,此类半导体,空穴为多数载流子(称多子)而电子为少子。
6、N型半导体:在纯净半导体中掺入五价杂质元素,便形成N型半导体,使导电能力大大加强,此类半导体,电子为多子、而空穴为少子。
7、PN结具有单向导电性:P接正、N接负时(称正偏),PN结正向导通,P接负、N接正时(称反偏),PN结反向截止。
所以正向电流主要由多子的扩散运动形成的,而反向电流主要由少子的漂移运动形成的。
8、二极管按材料分有硅管(S i管)和锗管(G e管),按功能分有普通管,开关管、整流管、稳压管等。
9、二极管由一个PN结组成,所以二极管也具有单向导电性:正偏时导通,呈小电阻,大电流,反偏时截止,呈大电阻,零电流。
其死区电压:S i管约0。
5V,G e管约为0。
1 V ,其死区电压:S i管约0.5V,G e管约为0.1 V 。
其导通压降:S i管约0.7V,G e管约为0.2 V 。
这两组数也是判材料的依据。
10、稳压管是工作在反向击穿状态的:①加正向电压时,相当正向导通的二极管。
(压降为0.7V,)②加反向电压时截止,相当断开。
③加反向电压并击穿(即满足U﹥U Z)时便稳压为U Z。
11、二极管主要用途:整流、限幅、继流、检波、开关、隔离(门电路)等。
二、应用举例:(判二极管是导通或截止、并求有关图中的输出电压U0。
三极管复习完第二章再判)参考答案:a、因阳极电位比阴极高,即二极管正偏导通。
是硅管。
b 、二极管反偏截止。
f 、因V的阳极电位比阴极电位高,所以二极管正偏导通,(将二极管短路)使输出电压为U0=3V 。
第1章半导体二极管(Semiconductor Diode)1.1半导体的基础知识教学要求理解P型半导体和N型半导体形成的机理;熟悉空间电荷区的形成过程;掌握PN结的单向导电性一、本征半导体半导体:导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。
本征半导体:纯净的半导体。
如硅、锗单晶体。
载流子:自由运动的带电粒子。
本征激发:在室温或光照下价电子获得足够能量摆脱共价键的束缚成为自由电子,并在共价键中留下一个空位(空穴)的过程。
复合:自由电子和空穴在运动中相遇重新结合成对消失的过程。
漂移:自由电子和空穴在电场作用下的定向运动。
两种载流子: 电子(自由电子)和空穴两种载流子的运动:自由电子(在共价键以外)的运动;空穴(在共价键以内)的运动结论:1. 本征半导体中电子空穴成对出现,且数量少;2. 半导体中有电子和空穴两种载流子参与导电;3. 本征半导体导电能力弱,并与温度有关。
二、杂质半导体在本征半导体中参入微量杂质元素可提高半导体的导电能力,参杂后的半导体称为杂质半导体。
根据参入杂质的不同可分为N型半导体和P型半导体。
1.N 型半导体和P 型半导体电子为多数载流子空穴为多数载流子空穴为少数载流子电子为少数载流子2.杂质半导体的导电性能杂质半导体的导电性能主要取决于多子浓度,而多子浓度主要取决于掺杂浓度,其值较大且稳定,因此导电性能得到明显提高。
少子浓度主要与本征激发有关,对温度敏感,温度升高,其值增大。
三、PN 结1.PN结(PN Junction)的形成P区和N区交界面处形成的区域称为P N结。
形成原因主要有以下三个:(1)载流子的浓度差引起多子的扩散;(2)复合使交界面形成空间电荷区 (耗尽层)(3)扩散和漂移达到动态平衡2.PN结的单向导电性加在PN结上的电压称为偏置电压。
若P区接高电位,N区接低电位,称PN结外接正向电压或PN结正向偏置,简称正偏;反之,称PN结外接反向电压或PN结反向偏置,简称反偏。
PN结正偏:外电场使多子向PN结移动,中和部分离子使空间电荷区变窄。