模拟电子技术二极管基础知识
模拟电路二极管及其基本应用
Fundamentals of Analog Electronic
第3章 半导体二极管及其基本应用
信息技术学院
第3章 半导体二极管及其基本应用
§3.1 半导体基础知识 §3.2 半导体二极管 §3.3 稳压二极管 §3.4 发光二极管
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§3.1 半导体基础知识
一、本征半导体 二、杂质半导体 三、PN结的形成及其单向导电性 四、PN结的电容效应
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五、二极管的基本应用电路
1. 半波整流电路
将交流电压转换成直流电压，称为整流。
ui 2Ui sin t
近似为理想二极管
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五、二极管的基本应用电路
2. 全波整流电路
u 2 2U 2 sin t
RL中的电流方向不变
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3.开关电路（理想模型）
开关电路:利用二极管的单向导电性，接通和断开的电路。 分析这类电路，首先要判断电路中的二极管处于导通还是截 止的状态。 判断方法： 先将二极管断开，确定零电位点，分析二极管两端的电位。 若阳极电位高于阴极电位，二极管导通，否则截止。 如果有多个二极管，则正向电压最大者优先导通，导通后 压降为0，对其他的二极管两端的电压可能产生影响。
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三、PN结的形成及其单向导电性
载流子的漂移与扩散 漂移运动： 在电场作用引起的载流子的运动称为漂移运动。
扩散运动： 由载流子浓度差引起的载流子的运动称为扩散运动。
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在一块本征半导体两侧通过扩散不同的杂质,分别形成N 型半导体和P型半导体。此时将在N型半导体和P型半导体的 结合面上形成如下物理过程:
4、最后与静态值叠加，得到完整的结果。
(完整word版)模拟电子技术基础知识点总结
模拟电子技术复习资料总结第一章半导体二极管一.半导体的基础知识1. 半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质（如硅Si、锗Ge）。
2. 特性--- 光敏、热敏和掺杂特性。
3. 本征半导体纯净的具有单晶体结构的半导体。
4. 两种载流子带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。
5. 杂质半导体在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。
体现的是半导体的掺杂特性*P 型半导体: 在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子）*N 型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）6. 杂质半导体的特性* 载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。
* 体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
*转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。
7. PN 结* PN 结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V ，锗材料约为0.2~0.3V 。
* PN 结的单向导电性--- 正偏导通，反偏截止。
8. PN 结的伏安特性二. 半导体二极管* 单向导电性正向导通，反向截止。
* 二极管伏安特性同ＰＮ结。
* 正向导通压降硅管0.6~0.7V ，锗管0.2~0.3V 。
* 死区电压硅管0.5V ，锗管0.1V 。
3. 分析方法将二极管断开，分析二极管两端电位的高低若V 阳>V 阴（正偏），二极管导通（短路）;若V 阳<V 阴（反偏），二极管截止（开路）。
1）图解分析法该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。
2）等效电路法直流等效电路法* 总的解题手段将二极管断开，分析二极管两端电位的高低若V 阳>V 阴（正偏），二极管导通（短路）;若V 阳<V 阴（反偏），二极管截止（开路）。
*三种模型微变等效电路法三. 稳压二极管及其稳压电路第二章§ 2-1 三极管及其基本放大电路一. 三极管的结构、类型及特点1.类型--- 分为NPN 和PNP 两种。
模拟电子技术基础章节总结
模拟电子技术基础章节总结模拟电子技术基础章节总结篇一：模拟电子技术基础总结第一章晶体二极管及应用电路一、半导体知识1．本征半导体·单质半导体材料是具有4价共价键晶体结构的硅（Si）和锗（Ge）（图1-2）。
前者是制造半导体ic的材料（三五价化合物砷化镓Gaas 是微波毫米波半导体器件和ic的重要材料）。
·纯净（纯度>7n）且具有完整晶体结构的半导体称为本征半导体。
在一定的温度下，本征半导体内的最重要的物理现象是本征激发（又称热激发或产生）（图1-3）。
本征激发产生两种带电性质相反的载流子——自由电子和空穴对。
温度越高，本征激发越强。
·空穴是半导体中的一种等效?q载流子。
空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶格中的空位，使局部显示?q电荷的空位宏观定向运动（图1-4）。
·在一定的温度下，自由电子与空穴在热运动中相遇，使一对自由电子和空穴消失的现象称为载流子复合。
复合是产生的相反过程，当产生等于复合时，称载流子处于平衡状态。
2．杂质半导体·在本征硅（或锗）中渗入微量5价（或3价）元素后形成n型（或P型）杂质半导体（n型：图1-5，P型：图1-6）。
·在很低的温度下，n型（P型）半导体中的杂质会全部电离，产生自由电子和杂质正离子对（空穴和杂质负离子对）。
·由于杂质电离，使n型半导体中的多子是自由电子，少子是空穴，而P型半导体中的多子是空穴，少子是自由电子。
·在常温下，多子>>少子（图1-7）。
多子浓度几乎等于杂质浓度，与温度无关；两少子浓度是温度的敏感函数。
·在相同掺杂和常温下，Si的少子浓度远小于Ge的少子浓度。
3．半导体中的两种电流在半导体中存在因电场作用产生的载流子漂移电流（这与金属导电一致）；还存在因载流子浓度差而产生的扩散电流。
4．Pn结·在具有完整晶格的P型和n型材料的物理界面附近，会形成一个特殊的薄层——Pn结（图1-8）。
二极管的基础知识
T
VO
T
自已设计输出为负半周的半波整流电路。
三、负载的电压和电流
VO=0.45V2 IO=0.45V2/RL
四、整流二极管的电压和电流
最大整流电流： IVM≥IO 最高反向工作电压：VRM≥1.414 V2
全波整流电路
1、电路组成：（如图所示） 提供所需电压
T VD1 + V2A
整流 二极 管 RL
经过特殊的工艺加工，将P型半导体和N型半 导体紧密结合在一起，则在两种半导体的交界处 就会形成一个特殊的的接触面。
2、PN结特性（用实验验证）：
第一步：当P接电源正，N接电源负。 P 正 N 负 P N
+
—
现象：电流表指针偏转比较大
I
R
导通
即加正向电压导通
第二步：当P接电源负，N接电源正。 P N
概 述
一、电子技术的重要作用： 二、电子技术的应用领域：
电报： 电话： 传真： 电视：
三、信号：
信号形式分类：电流和电压。
信号特点分类：
(一)、模拟信号：
1、定义： 信号的振幅随 时间呈连续变化。
(二）、模拟信号：
1、定义：信号在数值上是 不连续的，它不随时间 连续变化，即为离散的 电信号。
2、波形：
VI 0
2、波形：
VI 0
t
t
四、信号的处理和转换
1、结合具体实例： 2、信号处理方框图：
信号 输入信号 处理 输出信号 系统
信号 换 换 非电输 输出电 处理 输出电 能 非电输 入信号 能 信 号 信号 出信号 系统 器 器 数字 模数 模数 模拟输 模数数字电 数字电 输出模 转换 转换 信 号 信号 信 号 转换 拟信号 入信号 处理 器 器 器
《电子技术基础》二极管的基础知识
课题：晶体二极管教学目标：知识目标：1、掌握晶体二极管的构成、符号2、掌握晶体二极管的导电特性3、分析使用二极管时的主要参数及伏安特性能力目标：1、培养学生分析、探究问题的能力2、培养学生灵活运用知识的能力3、培养学生的动手和实践能力情感目标：使学生在学习过程中，获得知识的同时进一步激发学生学习的动机和兴趣教学重点：晶体二极管的构成、符号、导电特性及伏安特性的分析教学难点：1、伏安特性分析。
2、几个参数的记忆及区分。
教学方法：启发、引导、观察、讨论、讲解、实验结合课时安排： 2课时（教学用具：多媒体课件，实验用器材）教学过程：新课导入：提出学习目标，复习提问导入新课1、什么是半导体？常见的的半导体材料有哪几种？2、半导体根据内部载流子的不同分为哪几种？新课讲授：一、二极管的结构和符号（一）结构在本征半导体上利用特殊工艺分别渗入硼元素和磷元素加工出P型半导体和N型半导体，在P型和N型半导体的结合部位形成一个特殊的结构，即PN结，PN结是构成各种半导体器件的基础。
在P区和N区两侧各接上电极引线，并将其封装在密封的壳体中，即构成半导体二极管，如图。
接在P区的引线称为阳极（正极）用a表示，接在N区的引线称为阴极或负极，用k表示。
二极管的核心即是一个PN结。
（二）符号电子技术中的元件在电路图中都是用符号来表示的，如电阻用什么符号表示？二极管的符号如下图：图中三角箭头代表二极管正向导电时电流的方向。
（三）分类1、二极管根据所用半导体材料不同分为锗管和硅管。
2、根据内部结构不同可分为点接触型和面接触型。
点接触型主要用于高频小电流场合如：检波、混频、小电流整流。
面接触型主要用于低频大电流场合如：大电流整流。
知识拓展认识常见的几种二极管：小功率二极管、大功率二极管、贴片二极管、发光二极管等。
要求：学生课后利用网络查找更多形式的二极管。
二、二极管的导电特性通过实验来探究学习二极管的导电特性，在做实验之前首先了解一下实验所用的元件（一）认识元件认识实验中使用的元件：电池、电阻、开关、二极管、指示灯。
《模拟电子技术基础(第五版 康华光主编)》 复习提纲
模拟电子技术基础复习提纲第一章绪论）信号、模拟信号、放大电路、三大指标。
（放大倍数、输入电阻、输出电阻）第三章二极管及其基本电路）本征半导体：纯净结构完整的半导体晶体。
在本征半导体内，电子和空穴总是成对出现的。
N型半导体和P型半导体。
在N型半导体内，电子是多数载流子；在P型半导体内，空穴是多数载流子。
载流子在电场作用下的运动称为漂移；载流子由高浓度区向低浓度区的运动称为扩散。
P型半导体和N型半导体的接触区形成PN结，在该区域中，多数载流子扩散到对方区域，被对方的多数载流子复合，形成空间电荷区，也称耗尽区或高阻区。
空间电荷区内电场产生的漂移最终与扩散达到平衡。
PN结最重要的电特性是单向导电性，PN结加正向电压时，电阻值很小，PN结导通；PN结加反向电压时，电阻值很大，PN结截止。
PN 结反向击穿包括雪崩击穿和齐纳击穿；PN结的电容效应包括扩散电容和势垒电容，前者是正向偏置电容，后者是反向偏置电容。
）二极管的V-I 特性（理论表达式和特性曲线））二极管的三种模型表示方法。
（理想模型、恒压降模型、折线模型）。
（V BE=）第四章双极结型三极管及放大电路基础）BJT的结构、电路符号、输入输出特性曲线。
（由三端的直流电压值判断各端的名称。
由三端的流入电流判断三端名称电流放大倍数））什么是直流负载线什么是直流工作点）共射极电路中直流工作点的分析与计算。
有关公式。
(工作点过高，输出信号顶部失真，饱和失真，工作点过低，输出信号底部被截，截止失真)。
）小信号模型中h ie和h fe含义。
）用h参数分析共射极放大电路。
（画小信号等效电路，求电压放大倍数、输入电阻、输出电阻）。
）常用的BJT放大电路有哪些组态（共射极、共基极、共集电极）。
各种组态的特点及用途。
P147。
（共射极：兼有电压和电流放大，输入输出电阻适中，多做信号中间放大；共集电极（也称射极输出器），电压增益略小于1，输入电阻大，输出电阻小，有较大的电流放大倍数，多做输入级，中间缓冲级和输出级；共基极：只有电压放大，没有电流放大，有电流跟随作用，高频特性较好。
《模拟电子技术基础(第3版_陈梓城)》多媒体课件 第1章 半导体二极管及其应用
1.1.2 半导体二极管的结构、类型、电路符号 一、半导体二极管的内部结构示意图
以PN结为管芯，在P区和N区均接上电极引线，并以外 壳封装，就制成了半导体二极管，简称二极管。
从P区接出的引线称为二极管的阳极（Anode）,从N区接 出的引线称为阴极（Cathode）。
图1.1.4 二极管内部结构示意图、电路符号、实物图 (a)内部结构 (b)图形符号 （c）整流二极管实物图
3.掺杂特性 本征半导体的导电能力差，但是在本征半导体中掺入
某种微量元素（杂质）后，它的导电能力可增加几十万甚 至几百万倍。
人们正是通过掺入某些特定的杂质元素，精确地控制 半导体的导电能力，制成各种性质、用途的半导体器件。
图1.1.2 掺杂半导体共价键结构示意图 (a)N型半导体 (b)P型半导体
当温度下降时，半导体材料的导电能力显著下降。利 用半导体对温度十分敏感的特性，制成了工业自动控制装 置中常用的热敏电阻。
1.1 半导体二极管
2. 光敏特性 某些半导体，受到光照时，半导体就像导体一样，导电
能力很强；当没有光线照射时，就像绝缘体一样不导电，这 种特性称为“光敏”特性。光照强度越强，半导体的导电性 能越好。
图1.1.3 N型半导体和P型半导体简化结构示意图 (a)N型半导体简化结构示意图 (b)P型半导体简化结构示意图
N型半导体是否带负电？为什么？
三、PN结及其单向导电性
如果通过一定的生产工艺把半导体的P区和N区部分结合 在一起，则它们的交界处就会形成一个很薄的空间电荷区， 称为PN结（PN Juntion）。 PN结具有单向导电性，外加偏置 电压，正偏导通，反偏截止。即P区电位高于N区，PN结通导， 相当于开关闭合；P区电位低于N区电位，PN结截止，相当于 开关断开。
模拟电子技术基础 课件 01-2讲义(二极管)
3、稳压管的基本电路
工作区：反向击穿
接法：反接
电阻R的作用：限流
RL代表：负载
RL↓→ IO↑→ IR↑→ VO↓→ IZ↓→ IR↓ VO↑
稳压电路如图所示，直流输入电压VI的电压在12V~13.6V之间。 负载为9V的收音机，当它的音量最大时，需供给的功率为0.5W。 稳压管的VZ=9V，稳定电流IZmin=5mA，额定功率为1W，R=51Ω。 试分析稳压管电路能否正常工作。
工作区：反向偏置
接法：反接
作用：把光信号转换成电信号
◆发光二极管
发光二极管是通过电流时发光的一种器件，这是由于电子与空 穴直接复合而放出能量的结果。发出的光的波长由所使用的基本材 料而定。它的符号如图所示。
工作区：正向偏置
接法：正接 作用：把电信号转换成光信号 主要应用：作为显示器件
作业1-1
I S uD YT iD I D diD gd e duD VT VT VT
五、二极管应用举例
1、限幅电路：它是用来让信号在预置的电平范围内，有选择地传 输一部分。 一限幅电路如图所示，R=1KΩ，VREF=3V。当Ui=6sinωt(V) 时，利用恒压降模型绘出相应的输出电压UO的波形。二极管 的恒压降为0.7V。
由于收音机音量最大时，稳压管流过的电流
I z min I z min
所以稳压管失去了稳压作用。
ห้องสมุดไป่ตู้
◆光电二极管
光电二极管的结构与普通二极管类似，但在它的PN结处，通 过管壳上的一个玻璃窗口能接收外部的光照。这种器件的PN结在反 向偏置状态下运行，它的反向电流随光照度的增加而上升。它的符 号如图所示。
VD = VDD- IDR = 10-0.931×10 = 0.69V
模拟电子技术基础知识点总结.
模拟电子技术复习资料总结第一章半导体二极管一。
半导体的基础知识1.半导体——-导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。
2。
特性—-—光敏、热敏和掺杂特性。
３.本征半导体————纯净的具有单晶体结构的半导体。
4。
两种载流子-—--带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。
5.杂质半导体——-—在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。
体现的是半导体的掺杂特性。
＊P型半导体：在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子)。
*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）.6.杂质半导体的特性*载流子的浓度—-—多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关.*体电阻——-通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
*转型—-—通过改变掺杂浓度,一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。
7.ＰN结*ＰN结的接触电位差——－硅材料约为0。
6~0。
8V，锗材料约为0。
2～０.３V．*PN结的单向导电性－--正偏导通，反偏截止.8。
PN结的伏安特性二。
半导体二极管＊单向导电性—－－-—－正向导通,反向截止。
*二极管伏安特性－——-同ＰＮ结。
＊正向导通压降——--——硅管0．６~0.7V,锗管0.2~0.3V。
＊死区电压--—-—－硅管0。
5V,锗管0。
1V。
3.分析方法--—－—-将二极管断开，分析二极管两端电位的高低：若V阳>V阴(正偏),二极管导通（短路);若V阳＜V阴（反偏)，二极管截止(开路)。
1)图解分析法该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。
2）等效电路法➢直流等效电路法＊总的解题手段-———将二极管断开,分析二极管两端电位的高低:若Ｖ阳〉Ｖ阴( 正偏），二极管导通(短路);若Ｖ阳<V阴( 反偏），二极管截止(开路)。
*三种模型➢微变等效电路法三.稳压二极管及其稳压电路*稳压二极管的特性—--正常工作时处在PN结的反向击穿区,所以稳压二极管在电路中要反向连接。
模拟电子技术电子教案第一章半导体二极管及其电路分析教案
1.半导体二极管及其电路分析【重点】半导体特性、杂质半导体、PN结及其单向导电特性。
【难点】PN结形成及其单向导电特性。
1.1 半导体的基本知识1.1.1 半导体的基本知识（1）导电能力对温度的反应非常灵敏。
（2）导电能力受光照非常敏感。
（3）在纯净的半导体中掺入微量的杂质（指其他元素），它的导电能力会大大增强。
1.1.2 本征半导体纯净的半导体称为本征半导体，常用的本征半导体是硅和锗二晶体。
半导体有两种载流子，自由电子和空穴，如果从本征半导体引出两个电极并接上电源，此时带负电的自由电子指向电源正极作定向运动，形成电子电流，带正电的空穴将向电源负极作定向运动，形成空穴电流，而在外电路中的电流为电子电流和空穴电流之和。
1.1.3 杂质半导体1.N型半导体在硅晶体中掺入微量5价元素，如磷（或者砷、锑等），如图所示。
这种半导体导电主要靠电子，所以称为电子型半导体，简称N型半导本。
在N型半导体中，自由电子是多数载流子，而空穴2.P型半导体如果在硅晶体中，掺入少量的3价元素硼（铟、钾等），如图1-5所示。
这种半导体的导电主要靠空穴，因此称为空穴型半导体，有称P型半导体。
P型半导体的空穴是多数载流子，电子是少数载流子。
结论：N型半导体、P型半导体中的多子都是掺入杂质而造成的，尽管杂质含量很微，但它们对半导体的导电能力却有很大影响。
而它们的少数载流子是热运动产生的，尽管数量很少，但对温度非常敏感，对半导体的性能有很大影响。
1.1.4 PN结及其单向导电特性1.PN结的形成结论：在无外电场或其它因素激发时，PN结处于平衡状态，没有电流通过，空间电荷区是恒定的。
另外，在这个区域内，多子已扩散到对方并复合掉了，好像耗尽了一样，因此，空间电荷区又叫做耗尽层。
2.PN结单向导电性（1）正向特性当PN结外加正向电压（简称正偏），电源正极接P，负极接N，PN结处于导通状态，导电时电阻很小。
（2）反向特性当外加反向电压（简称反偏），电源正极接N，负极接P，PN结处于截止状态结论：PN结正偏时电路中有较大电流流过，呈现低电阻，PN结导通；PN结反偏时电路中电流很小，呈现高电阻，PN结截止，可见PN结具有单向导电性。
二极管基本电路知识点总结
二极管基本电路知识点总结一、二极管的基本特性二极管是一种具有两个电极的电子器件，通常由P型半导体和N型半导体材料组成。
在二极管的两端加上适当的电压时，可以通过控制二极管的导电方向来实现电流的流动。
1. 正向导通和反向截止二极管在正向电压下导通，而在反向电压下截止。
在正向导通状态下，当二极管两端的电压超过一定的阈值电压（一般是0.7V），电流开始从P型半导体流向N型半导体，形成正向电流。
而在反向电压下，二极管的两端没有电流通过，处于截止状态。
2. 饱和电流和截止电流当二极管处于正向导通状态时，会有一个较小的正向饱和电流通过二极管。
而在反向截止状态下，只有一个极小的反向截止电流通过二极管。
这两个电流是二极管的基本参数，需要在实际电路设计中进行考虑。
3. 二极管的正向电压降在正向导通状态下，二极管的两端会有一个正向电压降（一般是0.7V），这是二极管的一个重要特性。
在实际电路中，需要考虑二极管的正向电压降对电路的影响。
4. 二极管的反向击穿当反向电压超过二极管的击穿电压时，会导致二极管的击穿现象。
这会导致电流迅速增大，可能损坏二极管。
因此在实际电路设计中，需要避免二极管的反向击穿现象。
以上是二极管的基本特性，了解这些特性有助于我们在电路设计过程中正确选择和使用二极管，确保电路的正常工作。
二、常见的二极管电路在实际电路设计中，二极管常常作为整流器、稳压器、开关和限流器等功能模块使用。
以下是常见的二极管电路实例：1. 整流电路整流电路通常通过二极管将交流电信号转换为直流电信号。
常见的整流电路有半波整流电路和全波整流电路。
半波整流电路中，二极管只让一个半周的正弦波通过，而全波整流电路中，通过使用四个二极管可以让整个正弦波通过，以实现更加完全的整流。
2. 稳压器电路稳压器电路通过使用二极管的稳压特性来实现对电压的稳定输出。
常见的稳压器电路有稳压二极管稳压器和集成稳压器，它们可以在电路中起到对输出电压进行稳定的作用。
模拟电子技术基础知识点总结
模拟电子技术复习资料总结第一章半导体二极管一.半导体的基础知识1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。
2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。
3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。
4.两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。
5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。
体现的是半导体的掺杂特性。
*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子）。
*N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）。
6.杂质半导体的特性*载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。
*体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
*转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。
7. PN结* PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。
* PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。
8. PN结的伏安特性二. 半导体二极管*单向导电性------正向导通，反向截止。
*二极管伏安特性----同ＰＮ结。
*正向导通压降------硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。
*死区电压------硅管0.5V，锗管0.1V。
3.分析方法------将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:若V阳>V阴( 正偏)，二极管导通(短路);若V阳<V阴( 反偏)，二极管截止(开路)。
1）图解分析法该式与伏安特性曲线的交点叫静态工作点Q。
2) 等效电路法直流等效电路法*总的解题手段----将二极管断开，分析二极管两端电位的高低:若V阳>V阴( 正偏)，二极管导通(短路);若V阳<V阴( 反偏)，二极管截止(开路)。
*三种模型微变等效电路法三.稳压二极管及其稳压电路*稳压二极管的特性---正常工作时处在PN结的反向击穿区，所以稳压二极管在电路中要反向连接。
模拟电子技术教案-第1章 半导体二极管及其基本应用
模拟电子技术主编第1章半导体二极管及其基本应用1.1.1 半导体的基础知识本证半导体1.定义：纯净的单晶半导体称为本征半导体。
2.本征半导体的原子结构及共价键：共价键内的两个电子由相邻的原子各用一个价电子组成，称为束缚电子。
3.本征激发和两种载流子：——自由电子和空穴受温度的影响，束缚电子脱离共价键成为自由电子，在原来的位置留有一个空位，称此空位为空穴。
在本征半导体中，自由电子和空穴成对出现，数目相同。
复合现象：空穴出现以后，邻近的束缚电子可能获取足够的能量来填补这个空穴，而在这个束缚电子的位置又出现一个新的空位，另一个束缚电子又会填补这个新的空位，这样就形成束缚电子填补空穴的运动。
为了区别自由电子的运动，称此束缚电子填补空穴的运动为空穴运动。
4. 结论(1）半导体中存在两种载流子，一种是带负电的自由电子，另一种是带正电的空穴，它们都可以运载电荷形成电流。
（2）本征半导体中，自由电子和空穴相伴产生,数目相同。
（3）一定温度下，本征半导体中电子空穴对的产生与复合相对平衡，电子空穴对的数目相对稳定。
（4）温度升高，激发的电子空穴对数目增加，半导体的导电能力增强。
这是半导体和导体在导电机制的本质差异。
另一方面，空穴的出现是半导体导电区别导体导电的一个主要特征。
杂质半导体1.定义：为了提高半导体的导电能力可在本征半导体中掺入微量杂质元素，该半导体称为杂质半导体。
2.半导体分类在本征半导体中有意识加入微量的三价元素或五价元素等杂质原子，可使其导电性能显著改变。
根据掺入杂质的性质不同，杂质半导体分为两类：电子型（N 型）半导体和空穴型（P 型）半导体。
（1）N 型半导体在硅（或锗）半导体晶体中，掺入微量的五价元素，如磷（P）、砷（As）等，则构成N 型半导体。
五价的元素具有五个价电子，它们进入由硅（或锗）组成的半导体晶体中，五价的原子取代四价的硅（或锗）原子，在与相邻的硅（或锗）原子组成共价键时，因为多一个价电子不受共价键的束缚，很容易成为自由电子，于是半导体中自由电子的数目大量增加。
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常见的电路仿真软件有EWB，Protel，ORCAD，PSPIC， Multisim等等。目前比较流行的电路仿真软件是multisim和 Pspice。 • Multisim是一个专门用于电子线路仿真与设计的 EDA 工具软 件。它的前身为加拿大Interactive Image Technologies 公司 （简称IIT公司）于20世纪80年代推出的EWB（Electronics Workbench）软件。它以其界面形象直观、操作方便、分析功 能强大、易学易用等突出优点，早在20世纪90年代就在我国 得到迅速推广，并作为电子类专业课程教学和实验的一种辅助 手段。 • 作为Windows 下运行的个人桌面电子设计工具，Multisim 是 一个完整的集成化设计环境。而且Multisim计算机仿真与虚拟 仪器技术可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这 一老大难问题。学员可以很好地、很方便地把刚刚学到的理论 知识用计算机仿真真实的再现出来。并且可以用虚拟仪器技术 创造出真正属于自己的仪表。极大地提高了学员的学习热情和 积极性。真正的做到了变被动学习为主动学习。
送信息的电信号（称为基带信号）后，方可送入发送设备，将其变成适合于
信道传输的电信号。若需传送的信息本身已是电信号时，则可直接送入发送
设备。发送设备的作用是将基带信号变换（调制）成适合信道传输特性的频
带信号（称为调制信号）并放大到信号发射所需要的功率。
信道又称为传输媒介，是连接发、收两端的信号通道。通信系统中的信道
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0.2 模拟信号与数字信号
• 模拟信号，是指“模拟”物理量的变化（如声音、 温湿度等的变化）所得出的电压或电流信号。模拟 信号的特点是，在时间和幅值上均是连续的，在一 定动态范围内取任意值。
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• 数字信号是离散的、不连续的信号。数字信号的幅 值是有限的，通常用二进制（例如只有两种可能的 幅值）来表示。电脑键盘的输出属于典型的数字信 号。
根据电子系统工作时所处理的信号形式的不同，通常
将电路分为模拟电路和数字电路两大类。处理模拟信号的
电路称为模拟电路，而处理数字信号的电路则称为数字电
路。
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0.3 电路仿真软件简介
随着计算机技术的飞速发展，电子电路的分析与设计 手段发生了重大变革，电路设计可以通过计算机辅助设 计（Computer Aided Design，简称CAD）和仿真技术来 完成。计算机仿真技术在教学中的应用，可以代替大包 大揽的试验电路，大大减轻验证阶段的工作量；其强大 的实时交互性、信息的集成性和生动的直观性，为电子 专业教学创设了良好的平台，极大地激发了学生的学习 兴趣；能够突出教学重点、突破教学难点；并能保存仿 真中产生的各种数据，为整机检测提供参考数据，还可 保存大量的单元电路、元器件的模型参数。采用仿真软 件能满足电子电路整个设计及验证过程的自动化。
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第1章 半导体二极管及其应用
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学习目标
• 了解半导体的基础知识 • 掌握PN结的单向导电性 • 了解半导体二极管的结构及类型，掌握二极管的伏安特
性及主要参数 • 掌握二极管的分析方法和基本应用 • 了解常用特殊二极管及其应用
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1.1 半导体的基本知识 1.2 半导体二极管 1.3 半导体二极管电路的分析方法及其应用 1.4 特殊二极管 *1.5 电路仿真实例
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1.1 半导体基础知识
1.1.1 半导体的概念及特性 自然界中所有的物质根据其导电性能的不同划
分为：导体、半导体、绝缘体。导体一般为低价元 素，如金、银、铜、铝等；绝缘体一般为高价元素， 如橡胶、塑料、木材等；顾名思义，半导体的导电 性能介于导体与绝缘体之间。
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1. 本征半导体及其特性
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（1）本征半导体
本征半导体－－纯净的具有晶体结构的半导体。
本征半模导拟体电子结技构术二示极意管图基础知识
（2） 本征半导体的特性
载流子－－可移动的电荷。 空穴－共价键吸附引起的载流子。 在一定温度下，本征半导体 中载流子的产生和复合两种 运动将达到动态平衡。
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半导体材料之所以可制成各种电子器件， 是因为其具有以下独特性质： • 光敏性：在光照条件下，其导电性能将显著增 加。利用光敏性可制成光敏元件。 • 热敏性：在热辐射条件下，其导电性能也将显 著增加。利用热敏性可制成热敏元件。 • 掺杂性：掺入特定的杂质元素时，其导电性能 显著增加，并具有可控性。
模拟电子技术
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绪论
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0.1 电子系统概述 0.2 模拟信号与数字信号 0.3 电路仿真软件简介
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0.1 电子系统概述
当今世界已进入电子信息化时代，各式各样的电子系统已经被用于 电力、通信、控制、计算机、自动化等工业领域，并广泛应用于社会的 其它各个领域，给人们的工作、学习和生活带来了巨大的变化。电子系 统在我们的日常生活中是很常见的。
凡是可以完成一个特定功能的完整的电子装置都可以称为是 电子系统。一个复杂的电子系统是由子系统或一些功能块所组成。它 主要由信号的发射端、信号的传输信道和信号的接收端所组成。
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信息源是指需要传送的原始信息，一般是非电物理量。如语言、音乐、图像、文字、数据等。因此，这些源自始信息需经过输入换能器转换成携带欲传
分为两大类：一类是有线信道，如架空明线、电缆、光纤等；另一类就是无
线信道，如自由空间、地球表面等。
信号的接收端由接收设备、输出换能器和受信者组成。接收设备的作用是
接收信道传送过来的已调波信号并进行处理（解调），以恢复出与发射端相
一致的基带信号，然后经由输出换能器变换成原来形式的信息，如声音、图
像等，供受信者使用。
ni pi
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硅和锗的本征载流子浓度与温度的关系为：