(完整word版)电气专业中级职称考试复习提纲
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(完整word版)电气专业中级职称考试复习提纲
《电气专业基础与实务(中级)》考试大纲
前言
根据原北京市人事局《北京市人事局关于工程技术等系列中、初级职称试行专业技术资格制度有关问题的通知》(京人发[2005]26号)及《关于北京市中、初级专业技术资格考试、评审工作有关问题的通知》(京人发[2005]34号)文件的要求,从2005年起,我市工程技术系列中级专业技术资格试行考评结合的评价方式。
为了做好考试工作,我们编写了本大纲。
本大纲既是申报人参加考试的复习备考依据,也是专业技术资格考试命题的依据。
在考试知识体系及知识点的知晓程度上,本大纲从对电气专业中级专业技术资格人员应具备的学识和技能要求出发,提出了“掌握”、“熟悉”和“了解”共3个层次的要求,这3个层次的具体涵义为:掌握系指在理解准确、透彻的基础上,能熟练自如地运用并分析解决实际问题;熟悉系指能说明其要点,并解决实际问题;了解系指概略知道其原理及应用范畴。
在考试内容的安排上,本大纲从对电气专业中级专业技术资格人员的工作需要和综合素质要求出发,主要考核申报人的专业基础知识、专业知识和相关专业知识,以及解决实际问题的能力。
命题内容在本大纲所规定的范围内。
考试采取笔试、闭卷的方式。
《电气专业基础与实务(中级)》
考试大纲编写组
二○一四年一月
第一部分专业基础知识
一、电工技术专业基础知识
(一)电阻的串、并联
1、掌握电阻串、并联电阻阻值的计算
2、掌握电阻串、并联电阻每只电阻电压、电流和功率的计算
(二)电阻的混联
1、掌握电阻混联总电阻阻值的计算
2、熟悉电阻混联每只电阻电压、电流和功率的计算
(三)电容的串、并联
1、掌握电容的串、并联总电容量的计算
2、熟悉电容的串、并联每只电容上的电压、电量计算
(四)电容的容抗
掌握电容的容抗计算
(五)电感的感抗
掌握电感的感抗计算
(六)阻抗的概念
1、掌握阻抗的计算
2、掌握阻抗的幅值与相位角的计算
(七)交流电
1、了解交流电的定义与交流送、配电的意义
2、了解交流送、配电的实现与需注意的问题
(八)变压器的工作原理
1、掌握变压器的变压比、变流比和阻抗变换原理
2、熟悉变压器的磁路与磁路间隙
3、熟悉磁路与磁阻的概念
(九)电桥的工作原理
1、掌握直流电桥的工作原理
2、熟悉交流电桥的工作原理、常用交流电桥的种类
(十)磁性材料与磁性元件
1、掌握磁性材料的主要种类与有关技术指标
2、熟悉常用磁性元件的种类与特点
二、常用半导体器件与工作原理
(一)掌握半导体二极管、三极管、场效应晶体管的主要技术参数(二)熟悉半导体二极管、三极管、场效应晶体管的典型应用电路与特点三、常用模拟电路的工作原理
(一)掌握常用模拟电路的主要技术参数
(二)掌握常用模拟电路的典型应用电路
1、运算放大器的放大倍数、输入、输出阻抗的计算
2、开环、闭环运算放大器的放大倍数的计算
3、运算放大器的单位增益带宽
4、振荡电路的基本工作原理
5、整形电路的基本工作原理
四、常用数字电路的工作原理
(一)掌握各种触发器电路的工作原理
(二)掌握各种数字编码的工作原理与特点
第二部分专业理论知识
一、各种常用典型电路的工作原理与应用
(一)掌握常用二极管整流、滤波电路的特点
(二)掌握常用由半导体分立元件组成的放大电路的特点
(三)掌握常用振荡电路的特点
(四)掌握放大器与比较器的各自特点
(五)熟悉PLC的特点
二、常用数字编码与数据处理技术的工作原理
(一)掌握BCD码、余3码、格雷码等数字码的特点
(二)掌握奈奎斯特取样定理与在有噪声环境下的数字取样的工作原理(三)掌握奇、偶较验、行列式奇、偶较验的工作原理
三、电动机的工作原理
(一)掌握电动机的工作原理
(二)掌握电动机的结构与分类
(三)掌握电动机的常用调速方法、特点与应用
(四)掌握电动机的变频调速的工作原理与主要特点
(五)熟悉常用电动机的重要技术参数与含义
四、常用传感器的工作原理
(一)熟悉常用传感器主要的种类与它们各自的工作原理
(二)熟悉常用传感器主要的主要技术指标有那些
(三)熟悉在使用传感器时应注意那些问题
五、建筑电气相关特点与要求
(一)掌握常用照明电气的主要技术特点与技术指标
(二)掌握建筑配电的主要要求
(三)掌握建筑接地
第三部分新理论知识
一、了解本专业常用的一些计算机辅助设计工具
二、了解交、直流电机的常用调速方法与特点,以及变频调速技术的工作原理、常用变频调速电路与控制方法
三、了解有关电源管理新技术
四、了解对一些嵌入式操作系统、单板机、单片机、PLC技术、总线技术、现场总线技术和DSP技术等
第四部分行业法规
一、熟悉有关安全生产的法律和法规,电子电路设计的有关安全要求,电气设备设计、生产过程中的有关安全要求
二、熟悉在电子电路、电子控制电路、通信电路和有关电气设备的设计、生产和加工制造过程中的标准化要求
第五部分知识产权相关知识
一、了解知识产权的基本概念
二、了解知识产权的分类
三、了解知识产权法
四、了解专利权的定义与分类
五、了解商标的定义
六、了解著作权与版权的定义
七、了解专利权和商标的申报程序
八、了解专利权和商标保护的时效
二、电阻计算
1、基尔霍夫定律
(1)基尔霍夫电流丁璐(KCL):任一瞬间,通过电路中任一节点的各支路电流的代数和恒等于零。
(2)基尔霍夫电压定律(KVL):任一瞬间,作用于电路中任一
回路各支路电压的代数和恒等于零。
2、叠加定理
在线性电路中,有多个激励(电压源或电流源)共同作用时,在任一支路中所产生的响应(电压或电流),等于这些激励分别单独作用时,在该支路中所产生响应的代数和。
在应用叠加定理时,应保持电路的结构不变。
在考虑某一激励单独作用时,要假设其他激励都不存在,即理想电压源被短路,电动势为零;理想电流源开路,电流为零。
但是如果电源有内阻,则都应保留在原处。
3、戴维南定理
任何线性有源二端网络都可以变换为一个等效电压源。
该等效电压源的电动势Us 等于有源二端网络的开路电压,等效电压源的内阻R 等于相应的无源二端网络的等效电阻。
三、电容和容抗、电感和感抗、阻抗
1、电容和容抗
(1)电容
电容的单位是F。
电容是绝缘导体储存电荷的能力,即C=Q
U
流过电容的电流超前其上电压90°
电容有储存电能(电场能)的能力。
所储存能量为W
C =1
2 CU2
(2)电容串联
电容串联时:U=U
1+U
2
+…;1
C
=1
C1
C2
+…;Q
1
=Q
2
=…;
(3)电容并联
电容并联时:Q=Q
1+Q
2
+…;C=C
1
+C
2
+…;U
1
=U
2
=…
(4)容抗
容抗是电容在正弦交流电路中,其上电压有效值(或最大值)与电流有效值(或最大值)的比值。
Xc=1
ωC =1 2πfC
2、电感和感抗
(1)电感
电容的单位是H。
流过电感的电流落后其上电压90°
电感有储存电能(磁场能)的能力。
所储存能量为W
2
LI2
(2)感抗
感抗是电感在正弦交流电路中,其上电压有效值(或最大值)与电流有效值(或最
大值)的比值。
X
L
=ωL=2πfL 3、阻抗
(1) RLC串联电路
Z=R+jX=R+j(X
L -X
C
)
所以|Z|= 2+X2 =√R2+(X L?X C)2
φ=arctg X
R = arctg X L?X C
R
(2) RL与C并联电路
(3)串联谐振
在RLC串联电路中,当电感上的电压与电容上的电压相等时,它们正好相互抵消,电路中的电压与电流同相位,这时就称电路发生了谐振。
在一般情况下,RLC串联电路中的电流与电压相位是不同的。
但是可以用调节电路参数(L、C)或改变外加电压频率的方法,使电抗等于零。
X= X
L -X
C
=0 即ωL-1
ωC
=0 求得ω
=
√LC
得 f
=
2π√LC
串联谐振有一下特征:
①电流与电压同相位,电路呈电阻性。
②阻抗最小,电流最大。
③电感端电压与电容端电压大小相等,相位相反。
④电感和电容的端电压有可能大大超过外加电压。
四、三相交流电路
三相交流电可以节约导电材料和导磁材料,且三相旋转设备有较好的运行性能。
对称三相交流电指三个频率相同、幅值相同、相位互差1/3周期的正弦交流电。
三相电源和三相负载都有星形接法和三角形接法。
星形接法是将各相负载的尾端连接在一起的接法;三角形接法是依次将一相负载的尾端与下一相负载的首端连接在一起的接法。
三相电路有相电压和线电压之分。
相电压是每相负载或每相电源的首尾端之间的电压。
线电压是每两条相线之间的电压。
三相电路有相电流和线电流之分。
相电流是流经每相负载或每相电源的电流,线电流是流经相线的电流。
在对称的星形连接的电路中,线电压超前相应的相电压30°
在对称的星形连接的电路中,线电流落后相应的相电流30°
五、供配电
六、磁性材料和磁性元件
1、磁路的主要物理量
(1)磁感应强度B
磁感应强度B是表示磁场内某点的磁场强弱及方向的物理量。
其方向与该点磁力线切线方向一致,与产生该磁场的电流之间的方向关系符合右手螺旋法则。
其大小为单位长度的单位直线电流在均匀磁场中所受到的作用力。
磁感应强度的单位是特斯拉(T)。
若磁场内各点的磁感应强度大小相等、方向相同,则为均匀磁场。
(2)磁通φ
在均匀磁场中,磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积,称为通过该面积的磁通φ,即Ф=BS 或 B=?
S
磁感应强度B在数值上等于与磁场方向垂直的单位面积上通过的磁通,故B又称为磁通密度。
磁通的单位是韦伯(Wb)。
(3)磁导率μ和磁阻Rm
磁导率μ是表示物质导磁性能的物理量,单位是亨/米(H/m)。
真空磁导率μ
=4π*10-7Hm。
任意一种物质的磁导率与真空磁导率之比称为相对磁导
率,用μ
r 表示,即μ
r
=μ
μ0
磁阻是磁路中磁通遇到的阻力。
磁阻的表达式是R
m =l
μS
,单位是1/亨(1/H), l和
S分别为导磁体的长度和截面积。
(亨利:如果电路中电流每秒变化1安培,则会产生1伏特的感应电动势,此时电路的电感定义为1亨利。
)
(4)磁场强度H
磁场强度H是进行磁场分析时引用的一个辅助物理量,为了从磁感应强度B中除去磁介质的因素,故定义为 H=B
μ
或B=μH 单位是安/米(A/m)。
磁场强度是矢量,只与产生磁场的电流以及这些电流的分布情况有关,而与磁介质的磁导率无关。
2、磁性材料
(1)磁性能的主要表现为高导磁性、磁饱和性和磁滞性。
在一定强度的外磁场作用下,磁性材料内部的磁畴将顺这外磁场的方向趋向规则排列,产生一个附加磁场,使磁性材料内的磁感应强度大大增强,这种现象称为磁化。
在磁性材料的磁化过程中,随着励磁电流的增大,外磁场和附加磁场都将增大,但当励磁电流增大到一定值时,几乎所有磁畴都与外磁场的方向一致,附加磁场就不再随励磁电流的增大而继续增强,这种现象称为磁饱和现象。
如果励磁电流是大小和方向都随时间变化的交变电流,则磁性材料将受到交变磁化。
在磁性材料反复磁化的过程中,磁感应强度的变化总是落后于磁场强度的变化,这种现象称为磁滞现象,其封闭曲线称为磁滞回线。
(2)磁性材料的分类
磁性材料按其磁性能又可分为软磁材料、硬磁材料和矩磁材料三类。
软磁材料的剩磁和矫顽力较小,磁滞回线形状较窄,但磁化曲线较陡,即磁导率较高,所包围的面积较小。
它既容易磁化,又容易退磁,一般用于又交变磁场的场合,如
用来制造镇流器、变压器、电动机以及各种中、高频电磁元件的铁心等。
常见的软磁材料有纯铁、硅钢以及非金属软磁铁氧体等。
硬磁材料的剩磁和矫顽力较大,磁滞回线形状较宽,所包围的面积较大,适用于制作永久磁铁,如扬声器、耳机、电话机、录音机以及仪表的永久磁铁都是硬磁材料制成的。
常见的硬磁材料有碳钢、钴
钢及铁镍铝钴合金等。
矩磁材料的磁滞回线近似于矩形,剩磁很大,接近饱和磁感应强度,但矫顽力较小,易于翻转,常在计算机和控制系统中用作记忆元件和开关元件。
矩磁材料有镁锰铁氧体及某些铁镍合金等。
(矫顽力是指磁性材料在饱和磁化后,当外磁场退回到零时其磁感应强度B并不退到零,只有在原磁化场相反方向加上一定大小的磁场才能使磁感应强度退回到零,该磁场称为矫顽磁场,又称矫顽力。
当外磁场退回导零,剩磁是剩下多少,矫顽力是要加多大反向磁场才能退磁。
)
七、变压器的工作原理
1、交流铁心线圈电路
(1)电磁关系
直流铁心线圈由直流电来励磁,产生的磁通是恒定的,线圈中的电流由外加电压和线圈本身的电阻R来决定,功率损耗也只有线圈电阻R上的损耗,分析比较简单。
交流铁心线圈电路,由于线圈电阻上的电压降iR和漏磁电动势e σ
都很小,可与主磁通电动势e比较,均可忽略不计。
所以
U=iR-e-e
σ
可写成 u=-e
线圈的匝数为N,主磁通φ=φ
m
sinωt,则主磁通电动势
e=-N d?
dt =-N d(?m sinωt)
dt
=-ωNφ
m
cosωt=2πfNφ
sin(ωt-90°)=E
m
sin(ωt-90°)
式中,E
m =2πfNφ
m
,E
m
是主磁通电动势的最大值,而有效值则为:
E=m
√2=m
√2
=4.44fNφ
m
所以 u=-e= E
m
sin(ωt+90°)
外加电压的相位比铁心中磁通超前90°,而外加电压的有效值为U=E=4.44fNφ
m
(2)功率损耗
磁滞损耗和涡流损耗
2、变压器的工作原理
(1)空载运行
变压器的一次绕组叫上交流电压u
1
(矢量),二次开路,这种运行状态称为空载运行。
这时二次绕组中的电流为0,电压为开路电压u
20,一次绕组通过的电流为空载电流。
N
为一次绕组的匝数,N
2
为二次绕组的匝数。
若略去漏磁通的影响,不考虑绕组上电阻的压降,则可认为一、二次绕组上电动势有效值近似等于一、二次绕组上电压的有效值(标量)。
所以
U1 U20=N1
N2
=K
(2)负载运行
因为二次绕组有了电流i
2时,二次磁动势i
2
N
2
也要在铁心中产生磁通,即这时变压
器铁心中的主磁通由一、二磁绕组的磁动势共同产生。
在一次绕组的外加电压(电源电压)不变时,由U=E=4.44fNφ
m
式可知,主磁通基本保持不变。
(F=Ф·Rm,作用在磁路上的磁动势F等于磁路内的磁通量Ф与磁阻Rm的乘积。
)也就是说,变压器负载时的总
磁动势应与空载时的磁动势基本相等。
因而一次绕组的电流将由i 10增大为i
1
,使得一
次绕组的磁动势由i
10N
1
变成i
1
N
1
,以抵消二次绕组磁动势i
2
N
2
的作用。
这也符合楞次定
律。
I 1N
1
+ I
2
N
2
= I
10
N
1
这一关系称为变压器的磁动势平衡方程式
由于空载电流较小(一般不到额定电流的10%),因此当变压器额定运行时,若忽略
空载电流,则I
1N
1
=- I
2
N
2
于是得到变压器一、二次电流有效值的关系为
I1 I2=N2
N1
= 1
K
(3)阻抗变换作用
变压器除了有变压和变流的作用外,还有变阻抗的作用。
变压器一次侧接电源U
1
,
二次侧接负载阻抗|Z
L |,对于电源来说电源后部电路可用另一个阻抗|Z
L
1|来等效代
替。
所谓等效,就是它们从电源吸取的电流和功率相等。
当忽略变压器的漏磁和损耗时,等效阻抗可由下式求得。
|Z
L 1|=U1
I1
=(N1/N2)U2
(N2/N1)I2
=(N
1
/N
2
)2|Z
L
|=K2|Z
L
|
式中,|Z
L |为变压器二次负载阻抗,|Z
L
|=U
2
/I
2。
上式说明,在电压比为K的变压器二次侧接阻抗为|Z
L
|的负载时,相当于在电源
上直接接一个阻抗为|Z
L 1|= K2|Z
L
|的负载。
也可以说,变压器把负载阻抗Z
L
变换
为|Z
L
1|。
通过选择合适的电压比K,可把实际负载阻抗变换为is偶徐德数值。
(楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
楞次定律是一条电磁学的定律,可以用来判断由电磁感应而产生的电动势的方向。
右手螺旋定则,也叫安培定则,是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。
通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指指向就是磁感线的环绕方向;
通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线
管,让四指指向电流的方向,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
左手定则是判断通电导线处于磁场中时,所受安培力 F (或运动)的方向、磁感应强度B 的方向以及通电导体棒的电流I三者方向之间的关系的定律。
判断安培力:导线在磁场中力的方向。
根据左手定则:伸开左手,使拇指与其他四指垂直且在一个平面内,让磁感线从手心流入,四指指向电流方向,大拇指指向的就是安培力方向(即导体受力方向)。
判断洛伦兹力:将左手掌摊平,让磁感线穿过手掌心,四指表示电流方向,则和四指垂直的大拇指所指方向即为洛伦兹力的方向。
注意,运动电荷是正的,大拇指的指向即为
洛伦兹力的方向。
反之,如果运动电荷是负的,仍用四指表示电荷运动方向,那么大拇指的指向的反方向为洛伦兹力方向。
磁动势是电流流过导体所产生磁通量的势力(force),是用来度量磁场或电磁场的一种量,类似于电场中的电动势或电压。
它被描述为线圈所能产生磁通量的势力。
公式一:F=Ф·Rm
作用在磁路上的磁动势F等于磁路内的磁通量Ф与磁阻Rm的乘积。
其中Ф=B*S(S为与磁场方向垂直的平面的面积),Rm=L/μA (L表示磁路长度,A表示磁路横截面积)。
公式二:F=N·I
其中N表示线圈匝数,I表示线圈中的电流大小。
通电线圈产生的磁动势F等于线圈的匝数N和线圈中所通过的电流I的乘积,也叫磁通势,磁动势F的单位是安培(A)。
公式三:F=H·L (H为磁场强度,与磁密度B和磁路材料等有关)L表示磁路长度。
F是磁场强度H在磁路L上的积分。
)
3、变压器的基本结构
变压器由铁心和绕组两个基本部分组成。
这是一个简单的双绕组变压器,在一个闭合的铁心上套有两个绕组,绕组和绕组之间以及绕
组与铁心之间都是绝缘。
一个绕组与电源相连,称为一次绕组;另一个绕组与负载相连,称为二次绕组。
为了减少铁心中的磁滞损耗和涡流损耗,变压器的铁心大多用0.35~0.5mm厚的硅钢片叠成,为了降低磁路的磁阻,一般采用交错叠装方式,即将每层硅钢片的接缝错开。
4、电力变压器的联结组
Y,yn0联结组表示:高压绕组星形接法,低压绕组中性点直接接地并接出中性线的星形接法。
Δ,yn11联结组表示:高压绕组三角形接法,低压绕组中性点直接接地并接出中性线的星形接法。
这接法能适应较大零序电流和三次谐波电流的需要。
八、电桥
1、电工仪表种类
按测量机构,电工仪表分为磁电系、电磁系、电动系、感应系等仪表。
按精确度等级,电工仪表分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七级。
仪表精确度用引用误差K%表示,即
K%=|?m|
A m *100% 式中,Δ
m
和A
m
分别为最大绝对误差和仪表量程。
按测量方法,电工仪表主要分为直读式仪表和比较式仪表。
电桥属于比较式仪表。
按整体结构,分为指针式、数字式等仪表。
2、直流电桥
直流电桥分为直流单臂电桥和直流双臂电桥。
直流单臂电桥只能用来测量1Ω以上的电阻,直流双臂电桥可用来测量1Ω以下的电阻。
用直流单臂电桥测中值电阻时,可以忽略连接导线的电阻(约为
0.1Ω)和接点的接触电阻的影响。
但用它测低电阻时就不能忽略了。
测量1Ω以下的电阻宜应用直流双
臂电桥。
直流双臂电桥能在很大程度上消除连接线电阻和接触电阻带来的测量误差。
电桥的精度决定了桥臂元件的精度。
(1)直流单臂电桥(惠斯登电桥)
(2)直流双臂电桥(开尔文电桥)
当双臂电桥平衡时,V
B =V
C
,所以存在下列关系(R
x
和R
N
虽然很小,但由于存在rb+rc
也很小的支路,所以I
x 很大,R
x
和R
N
的压降不能忽略。
):I
1R
1
=I
x
R
x
+I
3
R
3
I 1R
2
=I
x
R
N
+I
3
R
4
(I
x -I
3
)*(r
b
+r
c
3
(R
3
+R
4
)
解得
R
X =R1
R2
R
N
+rR4
r+R3+R4
(R1
R2
-R3
R4
)
只要满足R1
R2=R3
R4
的条件,双臂电桥的平衡条件就转为R X
=R1
R2
R
N
注意:R
是靠近Rx侧的
电阻。
所以最大限度保持R1
R2=R3
R4
和减小r,将能控制平衡电桥的误差在允许范围捏。
因为R
X 和R
N
的接触电阻,连接线电阻在桥路意外,不影响测量结果,以及可以采用同轴
调节,使R1
R2=R3
R4。
R1、R2和R3、R4分别构成双臂电桥的两个桥臂,它们的阻值在几百欧以
上,所以它们连接线电阻和内部接触电阻可以忽略不计。
在普通双臂电桥的基础上,配上交流扼流圈和控制开关,可制成带电测温电桥。
3、交流电桥
(1)交流电桥的平衡条件
U ac =U
ad
且 U
cb
db 且I 1 =I 2 且I 3 =I 4 所以I 1Z 1 =I 4 Z 4 且 I 2 Z 2 =I 3 Z 3 且I 1 =I 2 且I
=I
4
所以
Z1
Z2
= Z4
Z3
得到 Z
1
Z
3
=Z
2
Z
4
这就是交流电桥的平衡条件Z 1Z
3
=Z
2
Z
4
即|Z
1
||Z
3
|=|Z
2
||Z
|且φ
1
+φ
3
=φ
2
+φ
4
(2)交流电桥的用途
海氏电桥,测量R、C、L
九、半导体
本征半导体是由单一元素组成的半导体。
硅和锗都是本征半导体。
当原子最外层由8各电子时,就处于相对稳定的状态。
硅原子和锗原子的最外层都是只有4各电子,为了保持稳定,相邻原子公用最外层电子形成共价键结构。
一旦受到某种能量的激发,共价键中的电子挣脱出来形成自由电子,并在原来的共价键结构中留下空穴。
自由电子带负电,带有空穴的原子带正电。
(带正电的原子称为正离子,但不是所有带有空穴的原子都带正电。
)
在半导体材料加上电压时,自由电子挤走邻近原子中的电子形成电子电流,空穴吸引邻近原子中的电子来填补空穴形成空穴电流。
自由电子和空穴称为载流子。
本征半导体的导电能力很差。
如在本征半导体中掺入微量其他元素,则其导电能力将大大提高。
N型半导体。
在硅或锗中掺入少量5价的磷,则在稳定的共价键外多出一个电子。
这样电子很容易受到激发称为自由电子,并在原地留下一个正离子。
这种半导体中自由电子占多数,称之为电子半导体或N型半导体。
P型半导体。
在硅和锗中掺入少量3价的硼,则在稳定的共价键中
缺少一个电子,这样很容易吸引邻近原子的外层电子而构成负离子,并使邻近的原子带有空穴。
这种半导体空穴占多数,称之为空穴半导体或P型半导体。
1、PN结
(1) PN结的形成
多数载流子扩散,产生扩散电流(正向电流),形成空间电荷区,并产生内电场。
内电场使电荷回流并组织扩散,平衡时形成耗尽层。
内电场使少子漂移,少子漂移的方向与多子扩散的方向刚好相反。
扩散使空间电荷区变宽,内电场增强,对多数载流子扩散的阻力增大,使少数载流子的漂移运动增强;而漂移却使空间电荷区变窄,电场减弱,又使扩散容易进行。
(2) PN结单向导电性
正向偏置:内电场减弱,扩散电流增大。
在外加电场作用下,PN结内部扩散与漂移的平衡被打破,P区的多数载流子空穴和N区的多数载流子电子都要向PN结移动。
P区的空穴进入PN结厚,将和原来PN结中的一部分负离子中和,使P区的空间爱你电荷减少;同样,N区的电子进入PN结厚,将和PN结中的一部分正离子中和,使N区的空间电荷量减少。
最终结果是使PN结空间电荷区变窄了,内电场被减弱。