10模电-第9章 半导体二极管和三极管
课件：二极管、三极管、晶闸管知识讲解
vi
＋
D
＋
0
t
vi
RL
vo
6
vo
－
－
0
t
(a)
(b)
稳压
稳压二极管的特点就是反向通电尚 未击穿前，其两端的电压基本保持不变。 这样，当把稳压管接入电路以后，若由 于电源电压发生波动，或其它原因造成
6
电路中各点电压变动时，负载两端的电 压将基本保持不变。 稳压二极管在电路中常用“ZD”加数字 表示
管加反向电压时，不管控制极加
怎样的电压，它都不会导通，而
处于截止状态，这种状态称为晶
闸管的反向阻断。
主回路加反向电压
c 触发导通 d 反向阻断
可控硅只有导通和关断两种工作状态，它具有 开关特性，这种特性需要一定的条件才能转化， 此条件见下表
状态
条件
说明
从关断到导通
1、阳极电位高于是阴极电位
2、控制极有足够的正向电压和电流
图a
开关断开
b 正向阻断
（2）触发导通 在图（c）所示
电路中，晶闸管加正向电压，在
控制极上加正向触发电压，此时
指示灯亮，表明晶闸管导通，这
种状态称为晶闸管的触发导通。
（3）反向阻断 在图（d）所示
电路中，晶闸管加反向电压，即
a极接电源负极，k极接电源正极，
此时不论开关s闭合与否，指示
灯始终不亮。这说明当单向晶闸
单向可控硅的结构
不管可控硅的外形如何，它们的管芯都是由P型 硅和N型硅组成的四层P1N1P2N2结构。它有三 个PN结（J1、J2、J3），从J1结构的P1层引 出阳极A，从N2层引出阴级K，从P2层引出控制 极G，所以它是一种四6 层三端的半导体器件。
模拟电子线路(模电)二极管和三极管
1.2 半导体二极管
结构
二极管 = PN结 + 管壳 + 引线
——成为硬件电路设计人才
学好模电、数电、单片机、DSP等。 初步具备 “看、算、选、干”能力
三、学什么？（What）
系 细化 电 细化 器 统 路 件 1、本课程研究内容： 各种半导体器件的性能、电路及应用 2、具体研究对象：
（1）按处理信号：1)模拟(A) 2)数字(D) （2）按信号频率：1)高频 2)中频 3)低频
耗尽层宽度一定
PN结
2. PN结的单向导电性
1.1 半导体的基本知识
(1) 加正向电压（正偏）——电源正极接P区，负极接N区 外电场的方向与内电场方向相反。 外电场削弱内电场 →耗尽层变窄 →扩散运动＞漂移运动 →多子扩散形成正向电流I F
N型半导体 P型半导体 空间电荷区 耗尽层 N型半导体 P型半导体 + + + + － － － － + － + + + － － － 正向电流 － － － + － + + + － － － + － + + + + － － － + + + － － + － － + + + － 内电场 E
，所有的价电子都紧紧束 缚在共价键中，不会成为 自由电子，因此本征半导 体的导电能力很弱，接近
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。
模电(第四版)习题解答
实用文档模拟电子技术基础第四版清华大学电子学教研组编童诗白华成英主编自测题与习题解答目录第1章常用半导体器件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3第2章基本放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14 第3章多级放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31 第4章集成运算放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥41 第5章放大电路的频率响应‥‥‥‥‥‥‥‥50 第6章放大电路中的反馈‥‥‥‥‥‥‥‥‥60 第7章信号的运算和处理‥‥‥‥‥‥‥‥‥74 第8章波形的发生和信号的转换‥‥‥‥‥‥90 第9章功率放大电路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥114 第10章直流电源‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥126第1章常用半导体器件自测题一、判断下列说法是否正确，用“×”和“√”表示判断结果填入空内。
(1)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。
( √ )(2)因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。
( × )(3)PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
( √ )(4)处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。
( × )(5)结型场效应管外加的栅一源电压应使栅一源间的耗尽层承受反向电压，才能保R大的特点。
( √ )证其GSU大于零，则其输入电阻会明显变小。
( × )(6)若耗尽型N 沟道MOS 管的GS二、选择正确答案填入空内。
(l) PN 结加正向电压时，空间电荷区将 A 。
A.变窄B.基本不变C.变宽(2)稳压管的稳压区是其工作在 C 。
A.正向导通B.反向截止C.反向击穿(3)当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 B 。
A.前者反偏、后者也反偏B.前者正偏、后者反偏C.前者正偏、后者也正偏(4) U GS=0V时，能够工作在恒流区的场效应管有 A 、C 。
A.结型管B.增强型MOS 管C.耗尽型MOS 管三、写出图Tl.3所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D=0.7V。
电工学教案半导体二极管和三极管
电工学教案半导体二极管和三极管一、教学目标1.了解半导体二极管和三极管的基本结构和工作原理；2.掌握常见半导体二极管和三极管的特性参数；3.能够分析和解决与半导体二极管和三极管相关的电路问题；4.培养学生的动手实践和创新能力。
二、教学内容1.半导体二极管的基本结构和工作原理；2.常见半导体二极管的特性参数和应用；3.三极管的基本结构和工作原理；4.常见三极管的特性参数和应用。
三、教学过程1.导入引入通过介绍电子元器件中的两种重要器件，半导体二极管和三极管，引发学生对相关知识的探究和学习兴趣。
2.课堂讲解2.1半导体二极管2.1.1基本结构和工作原理详细介绍半导体二极管的基本结构，包括P-N结和其注入。
详细介绍半导体二极管的工作原理，包括正向偏置和反向偏置。
2.1.2特性参数和应用介绍半导体二极管的特性参数，包括导通压降、最大反向电压和最大正向电流等。
介绍半导体二极管的应用，包括整流、波形修整等。
2.2三极管2.2.1基本结构和工作原理详细介绍三极管的基本结构，包括三个区域的P-N结和掺杂工艺。
详细介绍三极管的工作原理，包括共发射极、共集电极和共基极的基本工作模式。
2.2.2特性参数和应用介绍三极管的特性参数，包括放大系数、最大耗散功率和最大反向电压等。
介绍三极管的应用，包括放大、开关等。
3.实验演示通过实验演示，让学生亲自搭建电路，观察和验证半导体二极管和三极管的工作原理和特性。
4.小结反思对课堂内容进行总结和归纳，强化学生对半导体二极管和三极管的理解。
四、教学方法1.讲授结合实践通过讲解和实验结合，加深学生对半导体二极管和三极管相关知识的理解和应用能力。
2.探究式学习鼓励学生积极参与课堂互动，提出问题、讨论问题，培养学生的创新思维和解决问题的能力。
五、教学评估1.课堂小测验设置课堂小测验以检测学生对知识的掌握程度。
2.实验报告要求学生根据实验结果和分析写实验报告，评估学生对半导体二极管和三极管的实际操作和分析能力。
模拟电子电路模电清华大学华成英半导体二极管和三极管
稳压 二极管
发光 二极管
一、二极管的组成
点接触型：结面积小， 面接触型：结面积大， 平面型：结面积可小、
结电容小，故结允许 结电容大，故结允许 可大，小的工作频率
的电流小，最高工作 的电流大，最高工作 高，大的结允许的电
频率高。
频率低。
流大。
第14页/共36页
二、二极管的伏安特性及电流方程
二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性。
• 为什么半导体器件有最高工作频率？
第11页/共36页
§2 半导体二极管
一、二极管的组成 二、二极管的伏安特性及电流方程 三、二极管的等效电路 四、二极管的主要参数 五、稳压二极管
第12页/共36页
一、二极管的组成
将PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。
小功率 二极管
大功率 二极管
第13页/共36页
有利于漂移运动，形成漂移电 流。由于电流很小，故可近似 认为其截止。
第9页/共36页
四、PN 结的电容效应
1. 势垒电容
PN结外加电压变化时，空间电荷区的宽度将发生变 化，有电荷的积累和释放的过程，与电容的充放电相 同，其等效电容称为势垒电容Cb。
2. 扩散电容
PN结外加的正向电压变化时，在扩散路程中载流子 的浓度及其梯度均有变化，也有电荷的积累和释放的 过程，其等效电容称为扩散电容Cd。
第四版——P20
第21页/共36页
讨论：解决两个问题
• 如何判断二极管的工作状态？
• 什么情况下应选用二极管的什么等效电路？
iD
V
uD R
对V和Ui二极管的模 型有什么不同？
V与uD可比，则需图解： ID 实测特性
Q
模电教材（PDF）
1．正向特性2．反向特性3．反向击穿特性4．温度对特性的影响1.2.3 半导体二极管的主要参数1．最大整流电流IF2．最大反向工作电压URM3．反向饱和电流IR4．二极管的直流电阻R5．最高工作频率fM1.2.4 半导体二极管的命名及分类1．半导体二极管的命名方法第2章半导体三极管及其放大电路本章重点内容�晶体三极管的放大原理、输入特性曲线、输出特性曲线�基本放大电路的工作原理及放大电路的三种基本偏置方式�利用估算法求静态工作点�微变等效电路及其分析方法�三种基本放大电路的性能、特点2.1 半导体三极管2.1.1 三极管的结构及分类1．三极管的内部结构及其在电路中的符号N PP2．输出特性曲线(1)放大区(2) 饱和区(3) 截止区2.1.4 三极管正常工作时的主要特点1．三极管工作于放大状态的条件及特点2．三极管工作于饱和状态的条件及特点3．三极管工作于截止状态时的条件及特点＊2.1.5 特殊晶体管简介1．光电三极管2.1.6 三极管的主要参数1．电流放大系数2．反向饱和电流ICBO3．穿透电流ICEO4．集电极最大允许电流ICM5．集电极、发射极间的击穿电压UCEO。
6．集电极最大耗散功率PCM2.1.7 三极管的检测与代换1．国产三极管的命名方法简介2．三极管三个电极（管脚）的估测（aωωωωω2.4.2 放大电路的图解分析法1．用图解法确定静态工作点的步骤：（1）在i c 、u ce 平面坐标上作出晶体管的输出特性曲线。
（2）根据直流通路列出放大电路直流输出回路的电压方程式：U CE = V CC －I C ·R C（3）根据电压方程式，在输出特性曲线所在坐标平面上作直流负载线。
因为两点可决定一条直线，所以分别取（I C =0，U CE =V CC ）和（U CE =0，I C =E C /R c ）两点，这两点也就是横轴和纵轴的截距，连接两点，便得到直流负载线。
（4）根据直流通路中的输入回路方程求出I BQ 。
半导体二极管和三极管精解
6
硅管0.5V,锗管0.1V。
反向击穿 电压U(BR)
导通压降
外加电压大于死区电压二极管才能导通。
外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。
正向特性
反向特性
特点：非线性
硅0.6~0.8V锗0.2~0.3V
U
I
死区电压
P
N
+
–
P
N
–
+
反向电流 在一定电压 范围内保持 常数。
N
P
结构
符号
阳极
+
阴极
-
1.3.1 二极管的基本结构和符号
正极引线
触丝
N型锗
支架
外壳
负极引线
PN结
点接触型二极管
二极管按结构分三大类：
PN结面积小，结电容小， 用于检波和变频等高频电路。
平面型二极管 用于集成电路制造工艺中。 PN 结面积可大可小，用 于高频整流和开关电路中。 面接触型二极管 PN结面积大，用 于工频大电流整流电路。
IE
IBE
ICE
ICBO
IB = IBE- ICBO IBE
ICE 与 IBE 之比称为共发射极电流放大倍数
集－射极穿透电流。
若IB =0, 则 IC ICEO
特性曲线
为什么要研究特性曲线：
直观地分析管子的工作状态 合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路
即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流子运动的外部表现，反映了三极管的性能，是分析放大电路的依据。
IR
P接负、N接正
温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。
–
+
电路与电子学学习课件半导体二极管三极管和场效应管学习课件教学课件
令
kT / q UT
则
I IS(eU /UT 1)
PN结的击穿特性
(1)雪崩击穿
材料掺杂浓度较低的PN结中，当PN结反向电压增加时，空间电荷区中 的电场随着增强，这样通过空间电荷区的电子和空穴就会在电场作用下 获得能量增大，在晶体中运行的中子和空穴将不断的与中性原子发生碰 撞,通过这样的碰撞可使束缚在共价键中的价电子碰撞出来，产生自由电 子-空穴对，新产生的载流子在电场作用下再去碰撞其他中性原子，又产 生的自由电子空穴对，如此连锁反应使得阻挡层中的载流子的数量急剧
C UCE
EC
征
且IC= IB
RB
E
UBE
IE
对于PNP型三极管应满足: EB
VC < VB < VE 且IC= IB
（二） 饱和状态
条（1）发射结正向偏置； 件（2）集电结正向偏置。
共发射极接法放大电 路
即UCE < UBE
RC
IC
特 （1） IB增加时，IC基本不变， IB B 征 且IC UC / RC
素,如硼,则形成P 型
半导体。
+4
+4
+4
+4
硼负原离子
+43
+4
填补空位
空穴
+4
+4
P 型半导体结构示意图
空穴是多数载流子
负离子
电子是少数载流子
在P型半导中, 空穴是多数载流子,电子是少数载流子。
4.1.3 PN 结的形成
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。
（2）集电结反向偏置。 对于PNP型三极管应满足:
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
半导体二极管和三极管(8)
c
合金型三极管制作工艺：在 N 型锗片(基区)两边各置
一个铟球，加温铟被熔化并与 N 型锗接触，冷却后形成两
个 P 型区，集电区接触面大，发射区掺杂浓度高。
35
集电极 c
N
基极 b
P
N
集电区
集电结
c
基区 发射结 b
发射区
e 符号
发射极 e 图 3.3.3 三极管结构示意图和符号
P
PN结
N
图 3.1.7 PN 结的形成
12
一、 PN 结中载流子的运动
1. 扩散运动
P
电子和空穴
浓度差形成多数
载流子的扩散运
动。
2. 扩散运动 形成空间电荷区
耗尽层
P
空间电荷区
—— PN 结，耗 尽层。
图 3.1.8
N N
13
3. 空间电荷区产生内电场
空间电荷区正负离子之间电位差 UD —— 电位壁垒； —— 内电场；内电场阻止多子的扩散 —— 阻挡层。
+4
+4
空穴
自 由 电 子 和 空 穴 使 本 +4
+4
征半导体具有导电能力，
但很微弱。
+4
+4
+4 自由电子
+4
+4
空穴可看成带正电的
载流子。
图 3.1.3 本征半导体中的 自由电子和空穴
5
1. 半导体中两种载流子
带负电的自由电子 带正电的空穴
2. 本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现， 称为 电子 - 空穴对。
19
3.2半导体二极管
半导体二极管又称晶体二极管。
第三讲半导体二极管和三极管ppt课件
电子
EB
电子
电子 电子
电子 电子 电子
N
电子
电子
电子
IE
IC
电子流向电源正 极形成IC
集电区收集电子 电子在基区的 扩散与复合
发射区向基 区扩散电子
电源负极向发射 区补充电子形成 发射极电流IE
R C
EC
特性曲线和主要参数
输入特性曲线
IB = f (UBE ) UC E = 常数
UCE≥1V
场效应管
3、光电二极管
（1〕结构与工作原理:光电二极管又叫光敏二极管， 它是一种将光信号转化为电信号的器件。
光电二极管工作在反偏状态下，当无光照时，与普 通二极管一样，反向电流很小，称为暗电流。当有 光照时，其反向电流随光照强度的增加而增加，称 为光电流。
(a)图形符号
(b)特性曲线
半导体三极管
半导体三极管BJT ： (双极型三极管，晶体三极管） Bipolar Junction Transistor
N
N+
+
G
P型硅衬底
B 结构图
D
B
S 电路符号
漏极〔D）
栅极〔G）
P+
P+
N沟道
三个电极 源极 （S） 栅极 （G） 漏极 （D）
源极〔S）
N沟道结型管
导电沟道连通 源极S和漏极D
D G
S
箭头方向指 向管内—— N沟道
工作原理
栅源电压对导电沟 道的控制作用
(1) UGS =0
SiO2
D与S之间是两个PN结 反向串联，无论D与S 之间加什么极性的电 压，漏极电流均接近 于零。
常温下，反向-2饱0 和电流 很小.当PN结温度升高时， 反向电流明显-4增0 加。
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9.2.3 主要参数
1. 最大整流电流 IOM 二极管长期使用时, 二极管长期使用时,允许流过二极管的最大正向 平均电流. 平均电流. 2. 反向工作峰值电压URWM 反向工作峰值电压U 是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压, 是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压, 一般是二极管反向击穿电压U 的一半或三分之二. 一般是二极管反向击穿电压UBR的一半或三分之二. 二极管击穿后单向导电性被破坏,甚至过热而烧坏. 二极管击穿后单向导电性被破坏,甚至过热而烧坏. 3. 反向峰值电流IRM 反向峰值电流I 指二极管加最高反向工作电压时的反向电流. 指二极管加最高反向工作电压时的反向电流.反 向电流大,说明管子的单向导电性差, 向电流大,说明管子的单向导电性差,IRM受温度的 影响,温度越高反向电流越大.硅管的反向电流较小, 影响,温度越高反向电流越大.硅管的反向电流较小, 锗管的反向电流较大,为硅管的几十到几百倍. 锗管的反向电流较大,为硅管的几十到几百倍.
–
+
PN 结加反向电压时,PN结变宽,反向电流较小, 结加反向电压时,PN结变宽 反向电流较小, 结变宽, 反向电阻较大,PN结处于截止状态 结处于截止状态. 反向电阻较大,PN结处于截止状态. 温度越高少子的数目越多,反向电流将随温度增加. 温度越高少子的数目越多,反向电流将随温度增加.
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9.1.1 本征半导体
完全纯净的,具有晶体结构的半导体, 完全纯净的,具有晶体结构的半导体,称为本征 半导体. 半导体.
价电子 Si Si
Si 共价健 晶体中原子的排列方式
Si
硅单晶中的共价健结构
共价键中的两个电子,称为价电子. 共价键中的两个电子,称为价电子 价电子.
( a) 点接触型
铝合金小球 N 型硅
外壳
阴极引线
阳极引线 PN结 金锑合金 底座
( c ) 平面型
阳极
D 阴极
阴极引线
( d) 符号
( b) 面接触型 图 1 – 12 半导体二极管的结构和符号
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9.2.2 伏安特性
特点:非线性 特点: 反向击穿 电压U 电压 (BR) 反向电流 在一定电压 范围内保持 常数. 常数.
2. PN 结加反向电压(反向偏置) P接负,N接正 结加反向电压(反向偏置) 接负,
PN 结变宽
- - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + +
动画
P
IR
内电场 外电场
N
内电场被加 强,少子的漂 移加强, 移加强,由于 少子数量很少, 少子数量很少, 形成很小的反 向电流. 向电流.
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9.1.2 N型半导体和 P 硼原子 接受一个 电子变为 负离子
掺入三价元素 空穴 掺杂后空穴数目大量 增加, 增加,空穴导电成为这 种半导体的主要导电方 式,称为空穴半导体或 P型半导体. 型半导体. 型半导体中空穴是多 在 P 型半导体中空穴是多 数载流子, 数载流子,自由电子是少数 载流子. 载流子.
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3. 主要参数 稳定电压U (1) 稳定电压UZ 稳压管正常工作(反向击穿)时管子两端的电压. 稳压管正常工作(反向击穿)时管子两端的电压. (2) 电压温度系数αu 环境温度每变化1 引起稳压值变化的百分数. 稳压值变化的百分数 环境温度每变化1°C引起稳压值变化的百分数. UZ (3) 动态电阻 r Z IZ
(c) 平面型 用于集成电路制作工艺中.PN结结面积可大可 用于集成电路制作工艺中.PN结结面积可大可 用于高频整流和开关电路中. 小,用于高频整流和开关电路中.
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半导体二极管
二极管的结构示意图
金属触丝 N型锗片 阳极引线 阴极引线 N型硅 型硅 P 型硅 阳极引线 二氧化硅保护层
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9.1 半导体的导电特性
半导体的导电特性: 半导体的导电特性: 热敏性:当环境温度升高时, 热敏性:当环境温度升高时,导电能力显著增强 可做成温度敏感元件,如热敏电阻) (可做成温度敏感元件,如热敏电阻). 光敏性:当受到光照时, 光敏性:当受到光照时,导电能力明显变化 (可做 成各种光敏元件,如光敏电阻,光敏二极 成各种光敏元件,如光敏电阻, 光敏三极管等) 管,光敏三极管等). 掺杂性:往纯净的半导体中掺入某些杂质, 掺杂性:往纯净的半导体中掺入某些杂质,导电 能力明显改变( 能力明显改变(可做成各种不同用途的半导 体器件,如二极管,三极管和晶闸管等). 体器件,如二极管,三极管和晶闸管等).
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9.3 稳压管
1. 符号 2. 伏安特性
I
_
+ UZ
稳压管正常工作 时加反向电压
O
U
稳压管反向击穿 IZ 电流变化很大, 后,电流变化很大, IZ 但其两端电压变化 U Z IZM 很小,利用此特性, 很小,利用此特性, 稳压管在电路中可 使用时要加限流电阻 起稳压作用. 起稳压作用.
下篇 电 子 技 术 第9章 半导体二极管和三极管
9.1 半导体的导电特性 9.2 半导体二极管 9.3 稳压管 9.4 半导体三极管
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第9章 半导体二极管和三极管
本章要求: 本章要求: 理解PN结的单向导电性 结的单向导电性, 一,理解PN结的单向导电性,三极管的电流分配和 电流放大作用; 电流放大作用; 了解二极管,稳压管和三极管的基本构造, 二,了解二极管,稳压管和三极管的基本构造,工 作原理和特性曲线,理解主要参数的意义; 作原理和特性曲线,理解主要参数的意义; 会分析含有二极管的电路. 三,会分析含有二极管的电路.
动画
无论N型或P型半导体都是中性的,对外不显电性. 无论N型或P型半导体都是中性的,对外不显电性.
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9.1.3 PN结 PN结
PN结的形成 PN结的形成
空间电荷区也称 PN 结
少子的漂移运动 P 型半导体
- - - - - - - - - - - - - - - - - -
=
rZ愈小,曲线愈陡,稳压性能愈好. 愈小,曲线愈陡,稳压性能愈好.
(4) 稳定电流 IZ ,最大稳定电流 IZM (5) 最大允许耗散功率 PZM = UZ IZM
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本次课要点 1.理解PN结的单向导电性; 1.理解 结的单向导电性 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 2.了解二极管 稳压管的基本构造, 了解二极管, 和特性曲线,理解主要参数的意义; 和特性曲线,理解主要参数的意义; 3.会分析含有二极管的电路. 3.会分析含有二极管的电路 会分析含有二极管的电路.
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自由电子
本征半导体的导电机理 价电子在获得一定能量 温度升高或受光照) (温度升高或受光照)后, 即可挣脱原子核的束缚, 即可挣脱原子核的束缚, 成为自由电子 带负电), 自由电子( 成为自由电子(带负电), 同时共价键中留下一个空 称为空穴 带正电) 空穴( 位,称为空穴(带正电). 这一现象称为本征激发. 这一现象称为本征激发. 温度愈高, 温度愈高,晶体中产 生的自由电子便愈多. 生的自由电子便愈多.
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对于元器件,重点放在特性,参数, 对于元器件,重点放在特性,参数,技术指标和 正确使用方法,不要过分追究其内部机理. 正确使用方法,不要过分追究其内部机理.讨论器 件的目的在于应用. 件的目的在于应用. 学会用工程观点分析问题,就是根据实际情况, 学会用工程观点分析问题,就是根据实际情况, 对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近 似,以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结 果. 对电路进行分析计算时,只要能满足技术指标, 对电路进行分析计算时,只要能满足技术指标, 就不要过分追究精确的数值. 就不要过分追究精确的数值. 器件是非线性的,特性有分散性, 器件是非线性的,特性有分散性,RC 的值有误 工程上允许一定的误差,采用合理估算的方法. 差,工程上允许一定的误差,采用合理估算的方法.
Si
Si
Si
Si
空穴 价电子
在外电场的作用下,空穴吸引相邻原子的价电子 在外电场的作用下, 来填补,而在该原子中出现一个空穴, 来填补,而在该原子中出现一个空穴,其结果相当 于空穴的运动(相当于正电荷的移动). 于空穴的运动(相当于正电荷的移动).
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9.1.2 N型半导体和 P 型半导体 N型半导体和
动画
P IF + –
内电场 外电场
N
内电场被 削弱, 削弱,多子 的扩散加强, 的扩散加强, 形成较大的 扩散电流. 扩散电流.
PN 结加正向电压时,PN结变窄,正向电流较 结加正向电压时,PN结变窄 结变窄, 正向电阻较小,PN结处于导通状态 结处于导通状态. 大,正向电阻较小,PN结处于导通状态.
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. 空间电荷区变宽.
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PN结的单向导电性 PN结的单向导电性
接正, 接负 1. PN 结加正向电压(正向偏置) P接正,N接负 结加正向电压(正向偏置) 接正
PN 结变窄