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半导体二极管、三极管和场效应管PPT课件

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半导体二极管和三极管 PPT课件

半导体二极管和三极管 PPT课件

Si
Si
空穴
BS–i
Si
硼原子 接受一个 电子变为 负离子
P型半导体的形成过程动画演示
1.1.3 PN结的形成及特性
1. PN结的形成 物质因浓度差而产生的运动称为扩散运动。气
体、液体、固体均有扩散运动。
1.1.3 PN结的形成及特性 1. PN结的形成
浓度差
多子扩散运动 动
空间电荷区
态
内电场
1.1.3 PN结的形成及特性
2. PN结的单向导电性
（3）PN结的i−u特性
uD
iD IS (enUT 1)
反向偏 置特性
iD/mA 1.0
0.5
正向偏 置特性
其中
iD = -IS
-1.0 -0.5
0.5 1.0 uD/V
IS ——反向饱和电流
PN结单向导电性的I−U特性曲线
n——发射系数，其值1-2。
平
衡
少子漂移运动
PN结：空间电荷区、耗尽层
电子扩散
N ++ + + +
++++
- - -----
P
++++ - - - -
++++ - - - -
空穴扩散
空间电 荷区
++++ -- - ++++ -- - ++++ -- - ++++ -- - -
内电场
1.1.3 PN结的形成及特性 1. PN结的形成
Si

二极管和三极管原理ppt课件

二极管和三极管原理ppt课件
（内电场的计算公式看备注）
2、PN 结的单向导电性
PN 压结
加 正 向 电
（导通）
• 如果在PN结上加正向电压，即外电源的正 端接P区，负端接N区。
• 可见外电场与内电场的方向相反，因此扩 散与漂移运动的平衡被破坏。外电场驱使P 区的空穴进入空间电荷区抵消一部分负空 间电荷，同时N区的自由电子进入空间电荷 区抵消一部分正空间电荷。于是，整个空 间电荷区变窄，电内电场被削弱，多数载 流子的扩散运动增强，形成较大的扩散电 流(正向电流)。
第二讲 逻辑门电路－附
一、半导体的基本知识
1、半导体
导电能力介于导体和绝缘体之间的材料称为 半导体。最常用的半导体为硅(Si)和锗(Ge)。它 们的共同特征是四价元素，每个原子最外层电 子数为 4。
+
Si
+
Ge
2、半导体材料的特性
纯净半导体的导电能力很差； 温度升高——导电能力增强； 光照增强——导电能力增强；型场效应管（JFET）
具体分为： ① N沟道结型场效应管 ② P沟道结型场效应管
① N沟道结型场效应管
基底:N型半导体
D（drain）
两边是P区
G（grid）
N PP
D G
D G
S
S
S（source）
导电沟道
② P沟道结型场效应管
D（drain）
G（grid）
P NN
S（source）
D G
一般情况下，掺杂半导体中多数载流子的数量可达到少数 载流子的1010倍或更多。
二、半导体二极管
PN 结的形成
PN结是由P型和N型半导体组成的，但它 们一旦形成PN结，就会产生P型和N型半导体 单独存在所没有的新特性。

半导体二极管和三极管-PPT精品文档

半导体二极管和三极管-PPT精品文档
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
自由电子
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 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目。 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。
+ + + + + + + + + + + +
+ + + + + +
－ － － － － －
+ + + + + +
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。
浓度差 形成空间电荷区
多子的扩散运动 扩散的结果使 空间电荷区变宽。
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
14.2.2 PN结的单向导电性
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
2. PN 结加反向电压（反向偏置） P接负、N接正
－ － － － － － － － － － － － － － － － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + +
动画
P
内电场 外电场

半导体二极管和三极管精选PPT课件

半导体二极管和三极管精选PPT课件

硅原子
+4
空穴
+4
硼原子
+4
电子空穴对
空穴
+4 +4
P型半导体
－ － －－
+3 +4
－ － －－
－ － －－
+4 +4
受主离子
多数载流子—— 空穴 少数载流子——自由电子
杂质半导体的示意图
多子—空穴
多子—电子
P型半导体
N型半导体
－ － －－
++ + +
－ － －－
++ + +
－ － －－
++ + +
3. PN结的伏安特性曲线及表达式
根据理论推导，PN结的伏安特性曲线如图
反向饱和电流 反向击穿电压
IF（多子扩散） 正偏
反偏
反向击穿
IR（少子漂移）
电击穿——可逆 热击穿——烧坏PN结
14.3 半导体二极管
结构
二极管 = PN结 + 管壳 + 引线
符号
P
+
阳极
N
-
阴极
二极管按结构分三大类：
(1) 点接触型二极管
束缚电子
+4
+4 +4
+4
空穴
+4 +4
自由电子
+4
+4 +4
当温度升高或受到 光的照射时，束缚 电子能量增高，有 的电子可以挣脱原 子核的束缚，而参 与导电，成为自由 电子。
自由电子产生的 同时，在其原来的共 价键中就出现了一个 空位，称为空穴。

第四章 半导体二极管三级管与场效应管共89页文档

第四章 半导体二极管三级管与场效应管共89页文档

提供自由电子的 五价杂质原子因带正 电荷而成为正离子， 因此五价杂质原子也 称为施主杂质。
N型半导体结构示意图
第一章 常用半导体器件
1-9
(2) P型半导体
在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼[B]、铟[In] 等形成了P(Positive)型半导体，也称为空穴型半导体。
因三价杂质原子 在与硅原子形成共 价键时，缺少一个 价电子而在共价键 中留下一个空穴。
第一章 常用半导体器件
1-15
最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。 对于P型半导体和 N型半导体结合面， 离子薄层形成的 空间电荷区称为 PN结。在空间电 荷区，由于缺少 多子，所以也称 耗尽层。
对称结和不对称结
图 PN结的形成过程
第一章 常用半导体器件
PN结的形成 1-3
1-16
（二）PN结的单向导电性
(2)扩散运动是载流子浓度分布不均匀所至
在半导体受光照射或有载流子从外界注入时， 使半导体内载流子浓度分布不均匀。这时载流子 便会从浓度高的区域向浓度低的区域运动。这种由于 浓度差而引起的定向运动，称为扩散运动 （Diffusion Movement)。
第一章 常用半导体器件
1-13
三、半导体特性小结
uo
_
UR+UD
0
t
第一章 常用半导体器件
1-35
3、 检波电路
第一章 常用半导体器件
1-36
4、保护电路
第一章 常用半导体器件
1-37
四、稳压二极管Zener Diode
1.符号及参数
-
曲线越陡， 电压越稳 定。
+ UZ
稳压误差
IZ
i IZmin

电路课件第4章 半导体二极管、三极管和场效应管

电路课件第4章 半导体二极管、三极管和场效应管
共价键
在 室 温 下 就可以激发 成自由电子
+4
+4
+4
第 1-11 页
前一页
下一页
退出本章
4.1 PN结
2）多子与少子
长 沙 理 工 大 学 计 算 机 通 信 工 程 学 院 制 作

电子空穴对
自由电子
多数载流子——自由电子， 主要由掺杂产生。
N型半导体 + + + + + + + + + + +
第 1-10 页 前一页 下一页 退出本章
4.1 PN结
长 沙 理 工 大 学 计 算 机 通 信 工 程 学 院 制 作
在本征半导体中掺入某些微量杂质元素后的半导体。 1、N型半导体 1） 构成
在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷，砷等，称为N 型半导体。
+4 +4 +4
+4
+4
+4
掺入五价 原子占据Si 原子位置
空穴
+4
硼原子
+3
+4
－ －
+4
+4
+4
－
多数载流子—— 空穴 少数载流子——自由电子
第 1-13 页 前一页 下一页 退出本章
4.1 PN结
杂质半导体的示意图
多子—空穴
长 沙 理 工 大 学 计 算 机 通 信 工 程 学 院 制 作
多子—电子
P型半导体 － － － 少子—电子
N型半导体
－ － －
i IS (e
u 为PN结两端的电压降 IS 为反向饱和电流

电子技术全套课件完整版ppt教学教程最全

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为低频管。 (4)按功率可分为：小功率管和大功率管。耗散功率小于1W为小功率管，耗散功率大于1W为大功
率管。 (5)按用途可分为：普通放大三极管和开关三极管等。
1.3 半导体三极管
1.3.1 三极管的结构
3．图形符号 三极管的图形符号如图1-18所示。
图1-18 三极管的图形符号
1.3 半导体三极管
1.3 半导体三极管
1.3.1 三极管的结构
2．分类 三极管的种类很多，通常按以下方法进行分类： (1)按半导体制造材料可分为：硅管和锗管。硅管受温度影响较小、工作稳定，因此在电子产品中
常用硅管。 (2)按三极管内部基本结构可分为：NPN型和PNP型两类。 (3)按工作频率可分为：高频管和低频管。工作频率高于3MHz为高频管，工作频率在3MHz以下
I 0.01 mA
B
(1)当IB有较小变化时，IC就有较大变化。
(2)直流电流放大系数 (3)交流电流放大系数
IC
IB
I C
I B
1.3 半导体三极管
1.3.2 三极管的电流放大作用
2．电流放大作用 显然,(1-2)和(1-3)两式的意义是不同的。前者反映的是静态(直流工作状态)时集电极与基极电流之
图1-11 硅二极管的伏安特性曲线
1.2 半导体二极管
1.2.2 二极管的特性与参数
3 半导体二极管的主要参数
(1)最大整流电流 IFM：二极管允许通过的最大正向工作电流平均值。
(2)最高反向工作电压 VRM：二极管允许承受的反向工作电压峰值，
VRM
1 2
~
1，也叫 3
反向击穿电压。
(3)反向漏电流 IR：是指在规定的反向电压和环境温度下的二极管反向电流值。IR越小，二 极管的单向导电性能越好。

半导体二极管三极管和场效应管课件

半导体二极管三极管和场效应管课件

场效应管的类型与特性
场效应管的应用
工作原理的比 较
01
02
半导体二极管
半导体三极管
03 场效应管
特性的比 较
半导体二极管
场效应管
正向导通电压低，反向截止电流小， 响应速度快。
输入阻抗高，噪声低，功耗低，但频 率特性较差。
半导体三极管
电流放大倍数高，频率特性好，但功 耗较大。
应用场景的选择
三极管的类型与特性
全面了解不同类型的三极管及其特性
按结构可分为NPN和PNP型，按材料可分为硅管和锗管。不同类型的三极管具有不同的特性，如电流放大倍数、频率响应等。 此外，三极管的参数还包括最大允许功耗、最大反向电压等。
三极管的应用
场效应管的结构与工作原理
场效应管是一种电压控制型器件，其 核心结构包括源极、栅极和漏极。工 作原理基于电场效应，通过改变栅极 电压来控制源极和漏极之间的电流。
半导体材料
总结词
常用的半导体材料有硅、锗、硒、磷等元素半导体以及化合物半导体，如砷化镓、磷化镓等。
详细描述
硅是最常用的半导体材料，具有稳定的化学性质和较高的电子迁移率，广泛用于集成电路、太阳能电池等领域。 锗也是一种常用的半导体材料，其电子迁移率高于硅，但稳定性较差。此外，硒、磷等元素半导体以及化合物半 导体在特定领域也有应用。
半导体二极管
01
半导体三极管
02
场效应管
பைடு நூலகம்03
THANKS
感谢观看
半导体二极管三极管和场效应管课 件
• 场效应管 • 三种器件的比较与选择
半导体的定义与特性
总结词
半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，其电阻率随温度、光照和杂质含量等 因素的变化而变化。

第9章、半导体二极管和三极管分解PPT课件

第9章、半导体二极管和三极管分解PPT课件

40A
EC=UCC
(1-45)
1 3
20A
IB=0
6
9
12 UCE(V)
U CE
0，IC
U CC RC
第45页/共59页
9.4.3 特性曲线
IC
（2）输出特性：当基极电流IB为 常数时，集电极电流IC与集— 射极电压UCE之间的关系曲线。
IC(mA ) 4
RB 100A
RC
IB
+
+ UBE _
UCE
(1-27)
第27页/共59页
例：二极管的应用：
图中，输入端A的电位为+3V，B的 电位为0V。 求：输出端Y的电位VY。 电阻R接 负电源-12V。
+3V DA A
0V B
DB
Y R
解：
因为A端电位比B端电位高，所以，DA优先导通。 若忽略二极管的正向导通压降，则
VY = +3V 当DA导通后，DB上加的是反向电压，因而截止。
(1-40)
1
第40页/共59页
9.4.2 电流分配和放大原理
IC
mA IB
C
B
A
T
E
EC
RB
V
UBE mA
V
UCE
IE
EB
实验线路
实验结论：
2、 IC β • IB
ΔIC β • ΔIB
晶体管的电流 放大作用
β — —静态电流（直流）放大系数
(1-41)
— —动态电流（交流）放大系数 常用代替
第41页/共59页
9.4.2 电流分配和放大原理
IC
mA IB
C
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P区
N区
IR
内电场方向
R
少数载流子越过PN结
外电场方向
形成很小的反向电流
E
1.2.3 PN结电容
势垒电容 PN结电容
扩散电容
1. 势垒电容
第1章 1.2
PN结中空间电荷的数量随外加电压变化所形 成的电容称为势垒电容，用 Cb 来表示。势垒电 容不是常数，与PN结的面积、空间电荷区的宽度 和外加电压的大小有关。
半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘 体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓 和一些硫化物、氧化物等。
半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有 不同于其它物质的特点。例如：
• 当受外界热和光的作用时，它的导电能 力明显变化。
• 往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使 它的导电能力明显改变。
1.1.2 本征半导体
第一片集成电路只有4个晶体管，而1997年 一片集成电路中有40亿个晶体管。有科学家预
测，集成度还将按10倍/6年的速度增长，到 2015或2020年达到饱和。
二、模拟信号与模拟电路
1. 电子电路中信号的分类 ➢数字信号：离散性
➢ 模拟信号：连续性。大多数物理量为模拟信号。
2. 模拟电路 ➢ 模拟电路：对模拟量进行处理的电路。最基本的处理是 对信号的放大。 ➢ 放大的本质：能量的控制 ➢ 有源元件：能够控制能量的元件。如晶体管、场效应管
2. 扩散电容
载流子在扩散过程中积累的电荷量随外加电压 变化所形成的电容称为扩散电容，用 Cd 与来示。 PN正偏时，扩散电容较大，反偏时，扩散电容可 以忽略不计。
1.3 半导体二极管
第1章 1.3
1.3.1 二极管的结构和符号
把纯净的没有结 构缺陷的半导体单晶 称为本征半导体。
它是共价键结构。 在热力学温度零度 和没有外界激发时, 本征半导体不导电。
第1章 1.1
+4
+4
+4
硅原子
+4
+4
+4
价电子
+4
+4
+4
本征半导体的共价键结构
在常温下自由电子和空穴的形成
第1章 1.1
+4
成对消失
复合
+4
+4
+4
+4
+4
+4
空
自由电子
掺入少量的三价元
素,如硼,则形成P 型
半导体。
+4
+4
第1章 1.1
+4
+4
负硼离原子子
+43
+4
填补空位
空穴
+4
+4
负离子
第1章 1.1
空穴是多数载流子 电子是少数载流子
P 型半导体结构示意图
1.2 PN 结
1.2.1 PN 结的形成
第1章 1.2
用专门的制造工艺在同一块半导体单晶上,形成 P型半导体区域 和 N型半导体区域,在这两个区域的交界处就形成了一个PN 结。
P区
外电场驱使P空区间的电空荷N穴区区进电变入窄子空进间入空间电荷区
N 区 电荷区抵消一部分负抵空消间一电部荷分正空间电荷
I
内电场方向
扩散运动增强，形 成较大的正向电流
外电场方向
E
R
2. 外加反向电压
第1章 1.2
外电场驱使多空数间载电流荷子区的两扩侧散的运空动穴难和于自进由行电子移走
空间电荷区变宽
第1章 1.1
在硅或锗的晶体
+4
+4
+4
中 掺入少量的
五价元 素,如磷,
+4
则形成N型半导
体。பைடு நூலகம்
+4
正磷原离子子
++54
+4
多余价电子
自由电子
+4
+4
第1章 1.1
N 型半导体结构示意图 少数载流子
正离子
多数载流子
在N型半导中,电子是多数载流子, 空穴是少数载流子。
2. P型半导体
+4
在硅或锗的晶体中
P 区 P区的空穴空向间N电区扩荷散区并与电子复N合区
内N区电的场电方子向向P区扩散并与空穴复合
第1章 1.2
在一定的条件下，多子扩散与少子漂移达到动态平衡，
空间电荷区的宽度基本上稳定下来。
P区
空间电荷区
N区
多子扩散 内电场方向 少子漂移
1.2.2 PN 结的单向导电性
第1章 1.2
1. 外加正向电压
第1章 目录
第1章 半导体二极管、三极管和场效应管
1.1 半导体的导电特性 1.2 PN结 1.3 半导体二极管 1.4 稳压管 1.5 半导体三极管 1.6 绝缘栅场效应管
一、电子技术的发展
很大程度上反映在元器件的发展上 : • 1947年 贝尔实验室制成第一只晶体管 • 1958年 集成电路 • 1969年 大规模集成电路 • 1975年 超大规模集成电路
穴
成对出现
+4
+4
本征激发
在外电场作用下， 电子和空穴均能 参与导电。
空穴导电的 实质是共价 键中的束缚 电子依次填 补空穴形成 电流。故半 导体中有电 子和空穴两 种载流子。
第1章 1.1
+4
+4
+4
+4
+4
+4
价电子填补空穴 空穴移动方向
电子移动方向
+4
+4
+4
外电场方向
1.1.3 P半导体和N型半导体 1 . N 型半导体
➢ 常用电子仪器的使用方法 ➢ 电子电路的测试方法 ➢ 故障的判断与排除方法
四、如何学习这门课程
1. 掌握基本概念、基本电路和基本分析方法 ➢ 基本概念：概念是不变的，应用是灵活的， “万变 不离其宗”。 ➢ 基本电路：构成的原则是不变的，具体电路是多种 多样的。 ➢ 基本分析方法：不同类型的电路有不同的性能指标 和描述方法，因而有不同的分析方法。
2. 学会辩证、全面地分析电子电路中的问题 ➢ 根据需求，最适用的电路才是最好的电路。
➢ 要研究利弊关系，通常“有一利必有一弊”。 3. 注意电路中常用定理在电子电路中的应用
五、课程的目的
本课程通过对常用电子元器件、模拟电路及其系统 的分析和设计的学习，使学生获得模拟电子技术方面的 基础知识、基础理论和基本技能，为深入学习电子技术 及其在专业中的应用打下基础。 1. 掌握基本概念、基本电路、基本分析方法和基本实验
技能。 2. 具有能够继续深入学习和接受电子技术新发展的能力，
以及将所学知识用于本专业的能力。
建立起系统的观念、工程的观念、科技进步 的观念和创新意识。
1.1 半导体的导电特性
1.1.1 导体、半导体和绝缘体
导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属 一般都是导体。
绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡 皮、陶瓷、塑料和石英。
三、“模拟电子技术基础”课程的特点
1、工程性
➢ 实际工程需要证明其可行性。强调定性分析。
➢ 实际工程在满足基本性能指标的前提下总是容许存
在一定的误差范围的。 定量分析为“估算”。
➢ 近似分析要“合理”。 抓主要矛盾和矛盾的主要方面。 ➢ 电子电路归根结底是电路。不同条件下构造不同模型。
2. 实践性