模电全套
一周搞定系列之模电全集PPT课件
图1
图2
图1为喇叭，无极性器件（没有正负之分），无源蜂鸣器（内部没有振荡源），所以直流不能驱动，
需要2KHZ~5KHZ的方波才能使其发出声响。
图2为蜂鸣器，有极性（长脚为正，短接为负），有源蜂鸣器（内部含有 震荡源），当给予1.5V~15V的电压后，就会发出声响。
第一章 基本元器件介绍
IE=(1+β)IC
IB和IC都很大，IC不受IB的控 制，UCE两端电压很小，相当于导 线 ，工程上我们认为硅饱和导通的UCE的压降为0.3V，锗管为
0.1V
三极管主要参数
1、共发射极电流放大系数
2. 集电极最大允许电流ICM 三极管放大系数 一般为10~100。
3. 集电极最大允许耗散功率PCM 应用中一般取 30~80为宜
驱动电压5V
DC：30V,3A AC：220V,3A
实物图
12
3
65
4
引脚图
继电器测试电路
VCC 12V
VCC J1
1 Ke y = Spa ce
K1
K
0 EMR121A05
0 V1
220 Vrms 60 Hz 0°
4
A
+
_
XSC1
B
+
_
Ext T ri g +
_
5
R2 1kΩ 0
第一章 基本元器件介绍
合适的 静态工作点
+ uo –
各器件的取值范围怎样呢？
1、三极管放大电路是小信号的放大，常用器件最大通过 的电流也只有几百毫安，所以输入信号不能太大
2、对于三极管放大电路的设计，基极电阻取值Rb一般为
几十到几百千欧。集电极那电么实阻际R应c用一要般注为意什几么千呢到？几十千欧。
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案例二：无线通信系统的实现
总结词
无线通信系统的实现案例探讨了模拟电子技术在无线通信领域的应用，重点介绍了无线发射机和无线 接收机的设计和实现。
详细描述
该案例首先介绍了无线通信系统的基本原理和组成，然后详细阐述了无线发射机和无线接收机的设计 和实现过程。通过电路图、原理分析和测试数据等手段，展示了无线通信系统的关键技术和性能指标 。最后，对无线通信系统的优势和局限性进行了分析和讨论。
模拟电子技术的发展趋势
总结词
随着科技的不断发展，模拟电子技术也在不断进步和 完善，未来将朝着更高精度、更高速度、更低功耗的 方向发展。
详细描述
随着集成电路和微电子技术的不断发展，模拟电子器件 的精度和稳定性得到了显著提高，同时其体积和成本也 在不断降低。此外，随着数字信号处理技术的广泛应用 ，模拟电子技术也与数字电子技术相互融合，形成了混 合信号处理技术。未来，模拟电子技术将继续朝着更高 精度、更高速度、更低功耗的方向发展，为各领域的科 技进步提供更加有力的支持。
02
模拟电子技术基础
电子元件
01
02
03
电子元件的种类
电子元件是构成电子设备 的基本单元，包括电阻、 电容、电感、二极管、晶 体管等。
电子元件的作用
电子元件在模拟电子技术 中起着关键作用，它们可 以用于信号处理、放大、 滤波、振荡等。
电子元件的特性
每种电子元件都有其独特 的电气特性，如电阻的阻 值、电容的容值、电感的 感值等。
音频信号的滤波
通过模拟电子技术，可以 对音频信号进行滤波处理 ，去除噪声和其他干扰。
音频信号的调制
通过模拟电子技术，可以 将音频信号调制到高频载 波上，以便于传输和广播 。
模拟电子技术PPT课件全套课件
扩散运动加强形成正向电流 IF 。 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。 限流电阻
+
U
R
IF = I多子 I少子 I多子
2. 外加反向电压(反向偏置) — reverse bias IR 漂移运动加强形成反向电流 IR
P区 N区
U R PN 结的单向导电性：正偏导通，呈小电阻，电流较大; 反偏截止，电阻很大，电流近似为零。
C (cathode)
点接触型 按结构分 面接触型 平面型
正极引线 PN 结 N型锗 金锑 合金
正极 负极 引线 引线
引线
P N
P 型支持底衬
外壳
触丝
负极引线
点接触型
面接触型
底座
集成电路中平面型
1.2.2 二极管的伏安特性 一、PN 结的伏安方程
玻尔兹曼 常数
i D I S (e
反向饱 和电流
模块1
常用半导体器件
1.1 半导体的基本知识
1.2 半导体二极管
1.3 半导体三极管
1.4 场效应管 1.5 晶闸管及应用
1.1 半导体的基础知识
1.1.1 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。 共价键 — 相邻原子共有价电子所形成的束缚。
uD / UT
1)
温度的 电压当量
kT UT q
电子电量
当 T = 300(27C)：
UT = 26 mV
二、二极管的伏安特性
iD /mA
0 U Uth
uD /V
iD = 0
电子电路工程师必备的20种模拟电路
电子电路工程师必备的20种模拟电路对模拟电路的掌握分为三个层次：初级层次：是熟练记住这二十个电路，清楚这二十个电路的作用。
只要是电子爱好者，只要是学习自动化、电子等电控类专业的人士都应该且能够记住这二十个基本模拟电路。
中级层次：是能分析这二十个电路中的关键元器件的作用，每个元器件出现故障时电路的功能受到什么影响，测量时参数的变化规律，掌握对故障元器件的处理方法;定性分析电路信号的流向，相位变化;定性分析信号波形的变化过程;定性了解电路输入输出阻抗的大小，信号与阻抗的关系。
有了这些电路知识，您极有可能成长为电子产品和工业控制设备的出色的维修维护技师。
高级层次是能定量计算这二十个电路的输入输出阻抗、输出信号与输入信号的比值、电路中信号电流或电压与电路参数的关系、电路中信号的幅度与频率关系特性、相位与频率关系特性、电路中元器件参数的选择等。
达到高级层次后，只要您愿意，受人尊敬的高薪职业--电子产品和工业控制设备的开发设计工程师将是您的首选职业。
一、桥式整流电路1、二极管的单向导电性：伏安特性曲线：理想开关模型和恒压降模型：2、桥式整流电流流向过程：输入输出波形：3、计算：Vo, Io,二极管反向电压。
二、电源滤波器1、电源滤波的过程分析：波形形成过程：2、计算：滤波电容的容量和耐压值选择。
三、信号滤波器1、信号滤波器的作用：与电源滤波器的区别和相同点：2、LC 串联和并联电路的阻抗计算，幅频关系和相频关系曲线。
3、画出通频带曲线。
计算谐振频率。
四、微分和积分电路1、电路的作用，与滤波器的区别和相同点。
2、微分和积分电路电压变化过程分析，画出电压变化波形图。
3、计算：时间常数，电压变化方程，电阻和电容参数的选择。
五、共射极放大电路1、三极管的结构、三极管各极电流关系、特性曲线、放大条件。
2、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。
3、静态工作点的计算、电压放大倍数的计算。
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 。
模电基础电路图全集(最新整理)
二极管测试电路二极管整流测试稳压分析三极管验证测试电路1、、、、(、、、、、、、、、、、) 1、Ic=βIb2、Ic 、、、、、Ib 、、、3、Ie 、、、、、2、、、、Ib=0、、、、、Ube 、、、、 、、、、、3、、、、、、、、、、Ib 、Ic 、、、、Ic 、、、IB 、、、、 、、Uce 、、、、、、 、、、、、、、、、Ub 、、、0.7VΩ1、、、、、、、、、、、、、、、、 、、、、、、0.7V场效应管测试1、、、、、、、、、1.5V 、、、、、、、mos 、、、、、2、、、、、、UDS 、、、、、、UGS 、、、、、、3、、、、UGS 、、、UDS 、、、、、、、、4、、、、、UDS 、、、、、、、、、、、、 、、、ID 、、、、、、、、、、、 、、、、、、、、、、、、、继电器电路Basic——RELAY、、、、、、、、、、500Ω、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、瞬态电压抑制器共射级放大电路RB、100k、、、、、、、、、、、、RB、1M、、、、、、、、、、、、分压偏置电路1kHz0°-5V以及3~12V可调电源50%扩流电路Q1开关电源原理反相比例放大器电路、、、、1、、、、、、、、、2、、、、U-、、、、、R1、RF 、、、、、、、、、3、、R1=RF、、、、、、、、、、4、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、OP07、、、、、、、、、±3V~ ±18V 、、同相比例放大器电路Ω、、、、、、、、1、、、、、、、、、2、R2、、、、、R1//RF、、3、、、、U+、、、、、R1、RF 、、、、、、、、、4、、、、、、、、、、、、、、、、、、5、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、反相加法电路、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、减法运算电路1、、、、、2、、R1=R2、R3=Rf、、、、、、3、、R1=R2=R3=RF、、、、、、、双极性到单极性转换电路10V1、、、、、、、、、、、、、、、、Uo=Ui+0.5UDD2、、、、、、UDD、10V、、、、、、、、+-5V、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、-5V、、、、、、、、、、、、0V、、、、、、、、3、、、、、、、、、VDD、、、、、、、、、、TL431、、、、、、、、、2.5~36V、、单极性到双继续转换电路1、、、、、、、、、、、、、、、、、、2、C4/C3、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、3、U0=2Ui-VEE三角波发生器1、、、U1、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、U1、、、、、、、、、、、、、、、、2、、、U+、、、、、、、、、、、、、、、R1、R2、、、、、、、、、、、、、、R3、、、C1、、、、、、R1、 R2、、、、、、、R3、、、、、、、、、、C1、、、、、、、、、、、、、U1、、、、、、采样保持电路电压比较器设计低通高通带通带阻滤波功率放大器电路占空比可调电路设计47kΩKey=A单稳态延时电路积分电路数控恒流电路1、、 、、、、、、、、、、、、、、、、、、 、、、、、、、、、R1=、10-Vi 、/IA2、、、1V 、、、、、、、、、22R,、、400mA 、3、、、0.1V 、、、、、、、、、250R,、、40mA.4、、、、、0.01V 、、、、、、4mA.5、、、、2A 、、、、、、、、、3~4RD2、、、U1、U-、、、、U1、、、R2、、、OP07、、、、、、。
模拟电路基础教程PPT完整全套教学课件全
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透彻掌握器 件特性
1
重视对电路 构成原理的
学习
2
理论与实践 的关系
3
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目前国内使用较多的电路设计仿真软件有PSPICE、Proteus和Multisim 等。就模拟电路仿真来说,Multisim 以其界面友好、功能强大、易于学习 的优点而受到高校电类专业师生和工程技术人员的青睐。Multisim13.0版 本已上市,但目前使用比较稳定、用户数较多的还是10.0版本。对于使用 者来说,只要有一台计算机和Multisim 软件,就相当于拥有了一间设备齐全 的电路实验室,可以调用元器件,搭建电路,利用虚拟仪器进行测量,对电路 进行仿真测试,可以实时修改各类电路参数,实时仿真,从而帮助使用者了解 各种电路变化对电路性能的影响,对电路的测量直观、智能,是进行电路分 析和设计的有效辅助工具。使用者在学习和解题的过程中,可以通过 Multisim 对电路中某个节点的电压波形、某条支路的电流波形、电路结构 变化产生的影响等方方面面问题快速仿真而得到答案。
模拟电路基础教程PPT课件
1.1.4 一般电子系统的构成 1.电子系统的分类
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模拟电子 系统
数字电子 系统
模拟电路基础教程PPT课件
2.电子系统的构成
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1.1.5 模拟电子技术的发展
在式(1-1-1)中,K 为常数,使u(t)和T(t)之间形成如图1-1-1所示的相 似形关系。如果K 不能保持为常数,则称模拟信号发生了失真。失真问 题是模拟电路中始终需要引起注意和克服的重要问题。
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第一节 晶体二极管
三、晶体二极管器件的参数及分类
1.二极管的主要参数 (1)最大整流电流IFM 最大整流电流是指二极管长时间使用时，允许流过二极管的
最大正向平均电流。当电流超过这个允许值时，二极管会因 过热而烧坏，使用时务必注意。 (2)最高反向工作电压VRM 指二极管在使用时允许加上的最高反向电压。如果超过此值 二极管可能被击穿。一般是反向击穿电压的1/2或2/3。
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第一节 晶体二极管
二、PN结合晶体二极管的结构和特性
1.PN结 如果在硅或锗本征半导体中采用掺杂工艺，使半导体的一边
形成P型半导体，另一边形成N型半导体，则在这两种导电性 能相反的半导体交界面上，将形成一个特殊的接触面，称为 PN结。如图1-2 ( a)所示。 将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上，在无外电场 和其他激发作用下，参与扩散运动的多子数目等于参与漂移 运动的少子数目，从而达到动态平衡
和集电极电流之和。无论是NPN型管还是PNP型管，均符合这
一规律。由于基极电流很小，因而 IE≈IC 在PNP型管中，IE流入三极管，IB IC流出三极管，如图1-19
所示
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第二节 晶体三极管
(2)三极管的电流放大作用。
在图1-18所示电路中，信号从基极与发射极之间输入，从集电 极和发射极输出，因此发射极是输入、输出回路的公共端，这
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第二节 晶体三极管
2.极限参数 极限参数是指管子工作时，不允许超过的参数，否则管子性
能下降或损坏。常见的极限参数主要有: (1)集电极最大允许电流ICM ：当集电极电流超过此值时，三
模拟电子技术基础教案全套教案130页
模拟电子技术基础教案全套教案130页xxxx大学教案课程名称: 模拟电子技术基础授课班级: xxxx班、xx级电子信息类x班、xx级网络工程班、xx级电气类1班、xx级电气类2班任课教师: xxxx职称: 助教课程性质: 专业必修课授课学期: xxxx学年第一学期xxxx大学教案xxxx 大学教案[2] 罗桂娥主编. 模拟电子技术基础(电类). 长沙：中南大学出版社，2005.九、教学主要内容及教学安排：1.2 半导体二极管1.2.1 PN结及其单向导电性1.PN结中载流子的运动2. PN结的单向导电性加正向电压加反向电压PN结处于正向导通(on)状态，正向等效电阻较小。
反向电流非常小，PN结处于截止(cut-off)状态。
结论：PN结具有单向导电性：正向导通，反向截止。
1.2.2二极管的伏安特性1.二极管的结构2.二极管的类型3.二极管的伏安特性（1）正向特性（2）反向特性1.2.3 二极管的主要参数1.最大整流电流I F2.最高反向工作电压U R3.反向电流I R4.最高工作频率f M5.势垒电容C b6.扩散电容C d二极管单向导电举例11.2.4 稳压管1.PN结反向击穿机理解释2.稳压管的主要参数3.稳压管的稳压原理（1）稳压管必须工作在反向击穿区（2）稳压管应与负载R L并联，（3）必须限制流过稳压管的电流I Z4.举例说明如何选择限流电阻R补充内容：二极管的等效电路（或称为等效模型）1）理想模型：即正向偏置时管压降为0，导通电阻为0；反向偏置时，电流为0，电阻为∞。
适用于信号电压远大于二极管压降时的近似分析。
2）简化电路模型：是根据二极管伏安特性曲线近似建立的模型，它用两段直线逼近伏安特性，即正向导通时压降为一个常量Uon；截止时反向电流为0。
3）小信号电路模型：即在微小变化范围内，将二极管近似看成线性器件而将它等效为一个动态电阻r D 。
这种模型仅限于用来计算叠加在直流工作点Q上的微小电压或电流变化时的响应。
全版模电实验教案实验
全版模电实验教案实验一、实验目的1. 理解模拟电子技术的基本概念和原理。
2. 熟悉常见模拟电子电路的组成和功能。
3. 掌握基本模拟电子电路的实验操作方法。
4. 提高实验观察和分析问题的能力。
二、实验原理1. 放大电路：了解放大电路的基本组成，掌握放大电路的输入输出特性，包括静态工作点、动态范围等。
2. 滤波电路：理解滤波电路的作用和分类，掌握滤波电路的设计方法，分析滤波电路的频率响应特性。
3. 振荡电路：了解振荡电路的原理和分类，掌握振荡电路的稳定性和频率控制方法。
4. 调制解调电路：理解调制解调电路的原理和功能，掌握调制解调电路的组成和操作方法。
5. 非线性电路：了解非线性电路的特点和应用，掌握非线性电路的分析方法。
三、实验设备与材料1. 信号发生器2. 示波器3. 万用表4. 电子元件（电阻、电容、电感、二极管、晶体管等）5. 实验板6. 导线四、实验内容与步骤1. 实验一：放大电路（1）搭建一个基本放大电路，包括输入电阻、输出电阻、反馈电阻等。
（2）调整静态工作点，使放大电路处于最佳工作状态。
（3）测量并记录放大电路的输入输出特性，包括放大倍数、频率响应等。
2. 实验二：滤波电路（1）设计并搭建一个低通滤波电路，滤除高频噪声。
（2）调整滤波电路的截止频率，满足实际应用需求。
（3）使用示波器观察滤波电路的频率响应特性。
3. 实验三：振荡电路（1）搭建一个LC振荡电路，产生正弦波信号。
（2）调整LC振荡电路的频率，观察振荡信号的稳定性。
（3）分析并测量振荡电路的频率响应特性。
4. 实验四：调制解调电路（1）搭建一个调幅调制电路，实现模拟信号的调幅。
（2）搭建一个解调电路，恢复调幅信号。
（3）调整调制解调电路的参数，分析信号的调制解调效果。
5. 实验五：非线性电路（1）搭建一个非线性电路，如二极管限幅电路。
（2）观察并测量非线性电路的输出特性。
（3）分析非线性电路在实际应用中的优势和局限性。
五、实验要求与评分标准1. 实验报告：要求实验报告内容完整，包括实验目的、原理、设备、内容、步骤、结果及分析。
2024版《模拟电子技术》教案全套
27
课程重点回顾与总结
基础知识掌握
放大电路分析
集成运算放大器应 用
反馈电路分析
波形发生与变换电 路
回顾课程中所学的模拟电 子技术基础知识，如电压、 电流、电阻、电容等基本 概念，以及欧姆定律、基 尔霍夫定律等基本定律。
总结放大电路的基本原理、 分类和特点，以及放大电 路的性能指标和分析方法。
回顾集成运算放大器的基 本特性、工作原理和典型 应用电路，如加法器、减 法器、积分器、微分器等。
放大电路基本概念
放大电路是利用具有放大特性的电子元件（如晶体管、场效应 管等）组成的电路，其作用是将微弱的输入信号放大为足够强 的输出信号，以满足后续电路或负载的需求。
2024/1/29
放大电路性能指标
放大电路的性能指标主要包括放大倍数、输入电阻、输出电阻、 通频带、失真度等。这些指标反映了放大电路对信号的放大能 力、对信号源的影响、带负载能力以及信号失真的程度等。
01
静态工作点分析
静态工作点是放大电路在没有输入信号时的工作状态。通过分析静态工
作点，可以了解放大电路的直流偏置情况，为后续的动态分析打下基础。
2024/1/29
02 03
动态性能分析
动态性能分析是研究放大电路在输入信号作用下的性能表现。通过分析 动态性能指标，如放大倍数、输入电阻、输出电阻等，可以了解放大电 路对信号的放大能力和传输特性。
29
相关领域拓展学习资源推荐
教材与参考书目
《模拟电子技术基础》、《电子线路设计·基础》、《电子 技术基础模拟部分》等教材和参考书目，可帮助学生巩固和 拓展课程知识。
网络学习资源
推荐学生访问中国大学MOOC网、网易云课堂等在线教育 平台，学习模拟电子技术的相关课程，获取更广泛的知识和 实践经验。
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3. 杂质半导体中的载流子浓度
在P（N）型半导体中，空穴（自由电子）浓度多于自 由电子（空穴）浓度，即p>>n（n>>p）。空穴（自由 电子）为多数载流子，自由电子（空穴）为少数载流子。
杂质半导体中多数载流子的浓度远大于少数载流子的浓 度，杂质半导体中的电流基本上是多数载流子的电流；
杂质半导体的导电能力远大于本征半导体的导电能力， 半导体中掺入微量的杂质可以大大提高其导电能力。
▪ PN 结具有单向导电性。
1. PN外加正向电压
空间电荷区
P
N
内电场方向
I
外电场方向
V
R
外电场与内电 场方向相反 耗尽区变窄， 内电场削弱 有利于扩散， 扩散电流远大 于漂移电流 正向电流很大。
当 PN 结正向偏置时，回路中将产生一个较大的正向电 流，PN 结处于导通状态。
2. PN外加反向电压
3.1.1 半导体材料
1. 导体：电阻率 10-4 ·cm 的物质。如铜、银、
铝等金属材料。
2. 绝缘体：电阻率 109 ·cm 的物质。如橡胶、
塑料等。 3. 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质。
大多数半导体器件所用的主要材料是硅(Si)和锗(Ge)。
半导体导电性能是由其原子结构决定的。具有热敏性、 光敏性、掺杂性。
在一块半导体单晶上一侧掺杂成为 P 型半导体，另 一侧掺杂成为 N 型半导体，两个区域的交界处就形成 了一个特殊的薄层，称为 PN 结。
P
PN结
N
1. 扩散运动
电子和空穴浓度差形成多数载流子的扩散运动。
P
N
2.扩散运动形成空间电荷区 ——耗尽层。
耗尽层
P
空间电荷区 N
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vD——内电场；内电场 阻止多子的扩散——阻挡层。
iD IS
4. PN结的伏安特性
▪ 在二极管的两端加上电压，测量流过管子的电流， I=f(U)之间的关系曲线。
3.2 PN结的形成及特性
3.2.1 载流子的漂移与扩散 3.2.2 PN结的形成 3.2.3 PN结的单向导电性 3.2.4 PN结的反向击穿 3.2.5 PN结的电容效应
3.2.1 载流子的漂移与扩散
漂移——载流子在内电场作用下的运动。 扩散——由浓度差而产生的运动。
3.2.2 PN结的形成
3.1.2 半导体的共价键结构
硅的原子结构图
价电子
最外层电子称价电子
硅晶体共价键平面结构
+4
+4
+4
价
电
共
子
价
+4
+4
+4
键
+4
+4
+4
+4
4价元素的原子常用+4电荷的正离子和周围4个价电子表示。
3.1.3 本征半导体
本征半导体——完全纯净的、结构完整的半导体晶体。
当温度T =0K 时，半导体不导电，如同绝缘体。
杂质半导体有N型和P型两大类。
1. P型半导体
空穴
+3 受主 原子
在硅或锗的晶体中 掺入少量的3价杂质 元素，如硼、镓、铟 等，即构成P型半导 体。
3价杂质原子称为 受主原子。
2. N型半导体
在硅或锗的晶体 中掺入少量的5价杂 质元素，如磷、锑、 砷等，即构成N型半 导体。
施主原子
5价杂质原子称为 施主原子。
要求
熟练掌握二极管及稳压管的特性、参数，二极管基本 电路及分析方法；正确理解PN结单向导电性能，PN结 方程，PN结电容，载流子的浓度、扩散、漂移、PN结 的形成；了解选管原则，二极管在模拟电路中的主要应 用。
3.1 半导体的基本知识
3.1.1 半导体材料 3.1.2 半导体的共价键结构 3.1.3 本征半导体 3.1.4 杂质半导体
3 二极管及其基本电路
3.1 半导体的基本知识 3.2 PN结的形成及特性 3.3 二极管 3.4 二极管的基本电路及其分析方法 3.5 特殊二极管
内容
各种电子线路最重要的组成部分是半导体器件。本章 讨论半导体的特性和PN结的单向导电性，然后介绍半 导体二极管的物理结构、工作原理、特性曲线、主要参 数以及二极管基本电路及其分析方法与应用。
空间电荷区的宽度约为几微米∼几十微米；
电压 vD，硅材料约为（0.6∼0.8）V,
锗材料约为（0.2∼0.3）V。
3.2.3 PN结的单向导电性
▪ 当 PN 结正向偏置时，回路中将产生一个较大的正向 电流， PN 结处于导通状态；
▪ 当 PN 结反向偏置时，回路中反向电流非常小，几乎 等于零， PN 结处于截止状态。
4.漂移运动
内电场有利于少子运动——漂移。
阻挡层
P 空间电荷区
N
内电场 vD
少子的运动与多子运动方向相反
5. 扩散与漂移的动态平衡
扩散运动使空间电荷区增大，扩散电流逐渐减小；随着 内电场的增强，漂移运动逐渐增加； 当扩散电流与漂移电流相等时，PN 结总的电流等于零， 空间电荷区的宽度达到稳定。即扩散运动与漂移运动达 到动态平衡。
VT ：温度的电压当量，在常温 (300 K)下，VT26mV。
当 PN 结两端加正向偏置时，电压vD为正值，当vD比 nVT大几倍时，二极管的电流iD与电压vD成指数关系。
vD
iD ISe nVT
当 PN 结两端加反向偏置时，电压vD为负值，当|vD|比 nVT大几倍时，二极管的电流iD是个常数。
本征激发——本征半导体在热（或光照）作用下产生电 子空穴对的现象。
自由电子和空穴 载流子 复合
若T ，将有少数价电子
克服共价键的束缚成为自由 电子，在原来的共价键中留 下一个空位——空穴。
自由电子和空穴使本征 半导体具有导电能力，但很 微弱。
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。
T
+4
+4
空穴
+4
+4
+4 自由电子
+4
+4
+4
+4
由于物质的运动，自由电子和空穴不断的产生又不断的 复合。在一定的温度下，产生与复合运动会达到平衡，载流 子的浓度就一定了。载流子的浓度与温度密切相关，它随着 温度的升高，基本按指数规律增加。
3.1.4 杂质半导体
杂质半导体是在本征半导体中掺入微量的杂质所形成 的半导体。
P
空间电荷区
N
内电场方向
外电场方向
V
R
外电场与内电
场方向相同
耗尽区变宽，
内电场增强
IS
阻止扩散运动， 扩散电流和漂
移电流均很小
反向电流很
小。
当 PN 结反向偏置时，回路中反向电流非常小，几乎等 于零，PN 结处于截止状态。
3. PN结伏安特性的表达式
iD IS evD nVT 1
IS ：反向饱和电流； n：发射系数，其值在12之间；