《第1讲 绪论和二极管教材课程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第1讲 绪论和二极管教材课程（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,模拟电子技术,绪 论,一、课程的性质,电子技术是研究电子器件、电子电路和电子系统及其应用的科学技术。,三、什么是电子器件和电子技术,二、课程的特点,1 内容丰富，涉及面宽。 2 实践性强 3 工程近似计算,四、课程的研究对象,模拟信号,什么是信号?,信号是信息的载体。,在时间上和幅值上均具有连续性的信号。,本书主要研究对象：（四个基本）,基本概念、基本原理、基本分析方法及基本应用,五、学习中注意些什么,1 掌握基本概念,2 基本单元电路,3 基本分析方法,4 基本规律,什么是模拟信号呢?,第一章 半导体器件,第一节 半导体基础知识 第二节 半导体二极管 第三节 半导体三极管 第四节 场效应晶
2、体管（FET）,本章教学主要内容,第一节 半导体基础知识,一、本征半导体,1 半导体及其特点,（1）定义：,（2）特点：,光敏特性、热敏特性 、掺杂特性,导电性能介于导体和绝缘体之间的物质，如硅(Si)、锗(Ge)。,本征半导体：,高度提纯的、晶体结构完整的半导体材料单晶体。,单晶硅中的共价健结构,共价键中的电子，称为价电子。,半导体的结构：,2 半导体中的载流子,载流子是指运载电流的粒子。,半导体中的载流子有两种：自由电子、空穴。,空穴是怎样产生的呢?,本征半导体中的载流子,本征热激发产生电子-空穴对。当温度升高（加热或光照），价电子获得足够的能量挣脱原子核及共价键的束缚，进入自由空间成为自
3、由电子参与导电，同时在原来的位置上留下空位，称为空穴。这个过程称为本征热激发。,二、杂质半导体,1 定义：,按掺杂的不同分为P型(空穴型)和N型(电子型)两种杂质半导体。,（1）P型半导体,受主杂质:,空穴浓度远大于电子浓度,多数载流子 ,多子,少数载流子 ,少子,三价杂质原子在电离中接受了一个电子,（掺入少量杂质的半导体）,在本征半导体中掺入微量的三价元素,在P型半导体中，空穴是多子，电子是少子。,结论,P型半导体中的载流子分布图,（2）N型半导体,施主杂质,磷原子丢失一个电子时就变成了带正电的正离子,电子的浓度远远大于空穴的浓度。,结论：在N型半导体中，电子是多子，空穴是少子。,在本征半导
4、体中掺入微量的五价元素,三、PN结,1 PN结的形成与特点,浓度差,多子的扩散运动,空间电荷区,（内电场）,少子的漂移运动,动态平衡,稳定的空间电荷区,P,N,2 PN结的单向导电特性,（1）外加正向电压(正偏置)PN结导通,外加电场与内电场方向相反，内电场被削弱，此时多子扩散运动大大超过少子漂移运动，形成较大的正向电流，这时称PN结处于导通状态。,（2）外加反向电压(反偏置)PN结截止,外加电场与内电场方向相同，增强了内电场，多子扩散难以进行，少子在电场作用下形成反向电流I，因为是少子漂移运动产生的，I很小，这时称PN结处于截止状态。,PN结正偏导通；反偏截止，这种性质称PN结的单向导电性。
5、,结论：,3 PN结的电容效应(了解),势垒电容+扩散电容,第二节 半导体二极管,一、二极管的结构,半导体二极管的型号:,如2CWXX、2APXX,器件材料，C为N型Si管,XX表示器件序号,器件类型，W为稳压管,二、二极管的伏安特性曲线及电流方程式,1.二极管的电流方程式,常温下，UT = 26 mV,反向饱和电流,温度 电压当量,加正向电压时,加反向电压时,2 伏安特性曲线,二极管的伏安特性,正向特性,Uon,iD = 0,Uon = 0.50.7 V,0.10.3 V,(硅管),(锗管),U Uon,0 U Uon,UDQ = (0.6 0.8) V,硅管取 0.7 V,(0.1 0.3
6、) V,锗管取 0.2 V,反向特性,IS,U(BR),反向击穿,(反向击穿),Uon ：开启电压或死区电压,死区电压,1.正向特性,2.反向特性,U(BR) U 0,U U(BR),工作电压,二极管的伏安特性,Uon,反向特性,IS,U(BR),反向击穿,U(BR) U 0,iD = IS, 0.1A(硅),几十A(锗),U U(BR),PN 结两端外加的反向电压增加到一定值时反向电流急剧增大,(反向击穿),死区电压,1.反向特性,三、环境温度对伏安特性曲线的影响,当温度升高时，正向特性曲线左移。,反向饱和特性曲线下移。,其变化规律为,四、二极管的主要参数,1 最大整流电流,3 最大反向工作
7、电压,4 反向电流,5 最高工作频率,二极管长时间工作时允许通过的最大直流电流。,二极管正常使用时允许加的最高反向电压。,使用时应注意流过二极管的正向最大电流不能大于这个数值，否则可能损坏二极管。,使用中如果超过此值，二极管将有被击穿的危险。,2 反向击穿电压,五、二极管的等效分析,1 二极管的直流电阻与交流电阻,（1）直流电阻,（2）交流电阻,D非线性器件,与Q点位置有关,过Q点切线斜率倒数,2 等效电路,（1）理想二极管,理想二极管的死区电压和正向电压降都等于零，反向电流也等于零，理想二极管在电路中相当于一个开关元件 。,（3）微变等效电路,（2）考虑正向压降 时的等效电路,二极管整流 p
8、53 1-9,在如图所示电路中，已知 为正弦波，二极管的正向压降和反向电流均可忽略（理想二极管），定性画出输出电压 的波形。,六、特殊二极管：,稳压二极管,1 稳压原理：,2 稳压管的主要特点：,应用反向击穿特性具有稳压效应的特殊二极管。,3 在正向导通时，稳压管的正向特性与普通二极管相同，其导通电压为0.7伏。,4 稳压管的工作条件：,5 稳压管的主要参数,(1)稳定电压,(2)最小稳定电流,(3)最大稳定电流,(4)动态电阻,(5)额定功耗,1.反偏且击穿; 2.,稳压管反向击穿后，通过规定电流时相应的电压值。,举例：P24 例1-5,分析图1-33电路，当UA和UB分别为0V和3V的不同组合时，二极管V1、V2的状态，并求出此时Uo的值。设二极管均为硅管。,
