《二极管工作原理》PPT课件

I
U
UZ
IZ
IZ
IZmax
例1：图中二极管的导通压降是0.7V，求UO。
2Ω
+ _
6V
2Ω
UO
+ _
6V
4Ω
UO
UO = 5.3 V
UO = 0.7 V
二极管起钳位作用
例2：下图中二极管均为锗管，判断图中的二 极管是导通还是截止，并求UO。 +
6V
+
8V
UO
10V
UO
5V
－
导通，UO = －6.2 V
－
截止，UO = － 5 V
例3：二极管半波整流
整流电路
2.3 半导体三极管 6.三极管的结构
1947年12月23日美国贝尔实验室发明一个器件， 可以通过微弱电流控制大得多的电流，因而产生了放 大效应。这个器件就是在科技史上具有划时代意义的 成果——晶体管
“献给世界的圣诞节礼物”，“1956年诺贝尔物理”
用于判断管子性 能
由此可得出结论：PN结具有单向导电性.
2.2 半导体二极管 4. 二极管及其主要参数
(1) 基本结构 PN结加上引线和管壳， 就成为半导体二极管。
二极管的符号：
按材料分：硅管，锗管 按结构工艺分：
ห้องสมุดไป่ตู้
点接触型 (只能通过较小 的电流) 面接触型 (可通过较大的电流)
(2) 二极管的伏安特性 ①正向特性 ②反向特性 ③反向击穿特性 I
硅管0~0.5V 锗管0~0.1V
正向
导通压降: 硅管0.7V, 锗管0.2V
死区 电压
U
反向击穿电 压U(BR)
反向
反向饱和电流
外电场不足以克服 内电场,电流很小
(3)二极管的主要参数（自学）
①最大整流电流 IFM ②最高反向电压URM ③反向饱和电流 IR
④最高工作频率fM
5. 稳压二极管
稳压管是一种特殊的面接触型硅二极管。它 在电路中与适当数值的电阻配合后能起稳定电压 的作用。
1. 本征半导体和杂质半导体
本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体。 如晶体硅和锗，它们的最外层电子都是四个。
硅
锗
4个价电子，恰好与 相邻4个原子的价电 子组成4个共价键。 呈束缚状态
在获得一定能量后，某些价电子脱离共价键的 束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空 位，称为空穴。
总是成对出现，可自由移动
+4
+3 +4 +4
－ － － － － －
－ － － － － － － － － － － － － － － － － －
硼原子 自由电子<<空穴
空穴 多子的浓度主要取决于掺入的杂质浓度， 少子的浓度主要取决于温度。
负离子
2. PN 结的形成
PN结
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
符号：
+
-
特点:工作在反向击穿区，其反向击穿是可逆的.
作用: 稳定电压，非单向导电.
稳压管的伏安特性： 反向电压在一定范围内变化时，反向电流很小。 当反向电压增高到击穿电压时， 反向电流剧增，稳压管反向击穿。 击穿后，电流虽大范围变化， 但稳压管两端电压变化很小 UZ IZmin
曲线越陡，电 压越稳定。
－ － － － － － － － － － － －
P区
－ － － － － － － － － － － －
—
N区
多子扩散
复合
(耗尽层) 形成空间电荷区 (阻挡层)
E
+
有利少子漂移运动
阻碍多子扩散运动
内电场 动态平衡
PN结中有两种运动 扩散运动：由载流子浓度差引起的多子的运动 漂移运动：由电场作用引起的少子的运动
第二章 半导体器件
（二极管、三极管、场效应管）
2.1 半导体基础知识
1.本征半导体和杂质半导体
2.PN结的形成 3.PN结的单向导电原理
2.2 半导体二极管
4.二极管及其主要参数 5.稳压二极管
2.3 半导体三极管
6.三极管的结构
2.1 半导体基础知识
半导体：导电特性处于导体和绝缘体之间的 物质，如锗、 硅、砷化镓和一些 硫化物、氧化物等。 特点: 1.受外界热和光的作用时，导电能力明显变化。 2.纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明 显改变。 分类：本征半导体、杂质半导体
空穴
+4 +4
载流子
自由电子
+4
+4
浓度低，导电 能力弱
共价键结构
在本征半导体中掺入某些杂质，可使半导体的 导电性发生显著变化。掺入的杂质主要是三价 或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质 半导体. 1.N型半导体（Negative type 电子型半导体） 掺入五价的元素(磷、砷、锑 ) 2.P型半导体（Positive type 空穴型半导体） 掺入三价的元素（硼）
N 型半导体 （以带负电的电子导电为主） 在硅或锗晶体中掺入少量的磷（五价元素） 自由 电子
+4 +4
+ + + + + + + + + + + +
+5
+4
+ + + + + +
+ + + + + +
磷原子
自由电子>>空穴
（多子） （少子）
正离子
自由电子
P 型半导体 （以带正电的空穴导电为主） 在硅或锗晶体中掺入少量的硼（三价元素） 空穴
发射结
下节课预习内容：
2.3.2 三极管的电流放大原理 2.3.3 三极管的共射特性曲线 2.3.4 三极管的主要参数
作业：P38 2-2，2-7
（2）PN结外加反向电压，N端高电位(反向偏置)
PN结的动态平衡被打破
内电场被（）
空间电荷区变（）
增强
厚
多子
－
＋
不利于（）扩散
只形成（）漂移电流 很小
PN结处于（）状态 截止 由于漂移电流（反向饱和电流）很小，可近似为零
1. PN结正偏时，呈现低电阻，具有较大的正向 扩散电流，视为导通； 2. PN结反偏时，呈现高电阻，具有很小的反向 漂移电流，近似截止；
三极管的结构示意图: collector \ base \ emmiter 集电极 集电极
C
B N P N E P N P E
C
B
基极
基极
发射极 NPN型
发射极 PNP型
三极管具备电流放大作用的内部结构条件:
集电区： 面积较大
C 集电结 N P N E
基区：较薄， 掺杂浓度低
B
发射区：掺
杂浓度较高
PN结的几种叫法：
空间电荷区：
留下的是不能运动的离子
耗尽层： 多子扩散到对方被复合掉 阻挡层： 形成的内电场阻止多子扩散
运动
3. PN结的单向导电原理
（1）PN结外加正向电压，P加高电位(正向偏置)
PN结的动态平衡被打破
内电场被（ ） 削弱 薄
空间电荷区变（ ）
＋ － 有利于（ ）扩散
多子
形成较（ ）扩散电流 大 PN结处于（ ）状态 导通