《电子技术（第三版)第1章半导体二极管和三极管》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子技术（第三版)第1章半导体二极管和三极管（116页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第四节第四节 稳压管稳压管第五节第五节 半导体三极管半导体三极管第三节第三节 半导体二极管半导体二极管第二节第二节 PNPN结结第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性2一、半导体的特点一、半导体的特点二、本征半导体二、本征半导体三、三、N N型半导体和型半导体和P P型半导体型半导体3观看多媒体动画教学片观看多媒体动画教学片 半导体器件半导体器件之一之一半导体基础知识半导体基础知识第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性链接动画片4独特的导电特性1.1.热敏特性：热敏特性：T Ta a2.2.光敏特性：光敏特性：光照光照3.掺杂特性：掺杂特性：掺入微量元素第一节第一节 半导体的
2、导电特性半导体的导电特性导电能力导电能力导电能力导电能力导电能力一、半导体特点一、半导体特点5第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性14 +硅原子结构4+简化模型纯净的具有晶体结构的半导体。二、本征半导体二、本征半导体价电子4价元素（硅 、锗） 6第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性共价键结构共价键结构44444 4晶体结构晶体结构 纯净半导体原子排列整齐纯净半导体原子排列整齐共价键结构共价键结构 两个相邻原子共有一对两个相邻原子共有一对 价电子价电子, ,价电子受相邻原子核的束缚价电子受相邻原子核的束缚, ,处处 于相对稳定状态。于相对稳定状态。7第一节第一节 半导体的导电
3、特性半导体的导电特性共价键结构共价键结构44444 4本征激发本征激发价电子受热或光照后，挣脱价电子受热或光照后，挣脱 束缚成为自由电子。常温下仅极少数。束缚成为自由电子。常温下仅极少数。本征激发本征激发8第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性 共价键结构共价键结构44444 4本征激发本征激发9第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性共价键结构共价键结构44444 4本征激发本征激发自由 电子空穴10第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性 共价键结构共价键结构44444 4自由 电子空穴本征激发本征激发两种载流子两种载流子 ： 电子电子 空穴空穴 成对出现成对出现 11
4、第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性共价键结构共价键结构44444 4电子流电子流电场作用下，自由电子的定向移动。电场作用下，自由电子的定向移动。自由 电子电 场电子流12第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性共价键结构共价键结构44444 4电子递补空穴流空穴流空穴流电场作用下，电子依次递补空穴电场作用下，电子依次递补空穴 的运动。的运动。电 场13第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性 共价键结构共价键结构44444 4半导体电流 = 电子流 + 空穴流电 场空穴流电子流14第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性三、三、N N型半导体和型半导体和P P型半
5、导体型半导体N N型半导体型半导体掺入掺入5 5价元素价元素P P型半导体型半导体掺入掺入3 3价元素价元素杂质半导体杂质半导体在本征半导体中掺入适量在本征半导体中掺入适量 的杂质元素的杂质元素( (非非半导体元素半导体元素) )。5 5价元素价元素磷、砷等。磷、砷等。3 3价元素价元素硼、镓、銦等。硼、镓、銦等。15第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性 N N型半导体型半导体444445+5 多多一个一个 价电子价电子掺杂掺杂16第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性N N型半导体型半导体444445多子-电子少子-空穴+5 掺杂掺杂本征激发本征激发4N型半导体示意图电子电
6、子正离子正离子17第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性 P P型半导体型半导体444443多多一个一个 空穴空穴 +3 掺杂掺杂18第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性多子-空穴少子-电子P P型半导体型半导体444443+3 P型半导体示意图负离子负离子空穴空穴掺杂掺杂本征激发本征激发19一、一、PNPN结的形成结的形成二、二、PNPN结的单向导电性结的单向导电性20第二节第二节 PNPN结结1 1链接动画片观看多媒体动画教学片观看多媒体动画教学片 半导体器件半导体器件之一之一半导体基础知识半导体基础知识21第二节第二节 PNPN结结N区P区负离子空穴正离子电子正负电荷中
7、正负电荷中 和，不带电和，不带电一、PN结的形成 22第二节第二节 PNPN结结空间电荷区（ 耗尽层）内电场P区N区扩散运动浓度差造成运动。 复合自由电子填补空穴，两者同时消失的现象。漂移运动载流子在电场力作用下的运动。多子扩 散运动少子漂 移运动暴露了失去电暴露了失去电 子的正离子子的正离子暴露了失去空暴露了失去空 穴的负离子穴的负离子23第二节第二节 PNPN结结空间电荷区（ 耗尽层）内电场P区N区浓度差多子扩散运动复合产产生内电场阻碍多子扩散有利少子漂移运动扩散运动和漂移运动达到动态平衡形成一定宽度PN结多子扩 散运动少子漂 移运动24P N结PNPNPN结结: : P P区和区和N N
8、区交界面处形成的区域区交界面处形成的区域空间电荷区空间电荷区: : 区内只剩离子区内只剩离子, ,带电带电耗尽层耗尽层: : 区内载流子少区内载流子少名称名称内电场第二节第二节 PNPN结结电位差约为电位差约为 零点几伏零点几伏宽度为几宽度为几 微米微米 到几到几 十微米十微米25（一）外加正向电压（一）外加正向电压导通导通二、二、PNPN结的单向导电性结的单向导电性（二）外加反向电压（二）外加反向电压截止截止第二节第二节 PNPN结结26内电场RE外电场P区N区ID外加正向电压外加正向电压外电场抵削内电场外电场抵削内电场, , 有利于多子的扩散有利于多子的扩散很大很大限流限流, ,防止防止
9、电流太大电流太大第二节第二节 PNPN结结 PN结多子中和部分离子多子中和部分离子, , 使空间电荷区变窄使空间电荷区变窄27REP区N区I反外加反向电压外加反向电压外电场增强内电场外电场增强内电场, , 有利于少子的漂移有利于少子的漂移很小很小第二节第二节 PNPN结结 PN结内电场 外电场少子背离少子背离 PN PN 结移动结移动 ，, ,空间电荷区变空间电荷区变宽宽28一、二极管的结构一、二极管的结构三、二极管的伏安特性三、二极管的伏安特性四、二极管的主要参数四、二极管的主要参数五、二极管应用举例五、二极管应用举例二、二极管的单向导电性二、二极管的单向导电性29阳极一、二极管的结构一、二
10、极管的结构阴极+ +- -符号3.分类分类：按材料分按材料分硅二极管硅二极管锗二极管锗二极管按结构分按结构分点接触型点接触型 面接触型面接触型 平面型平面型1.1.构成：构成：2.2.符号：符号：第三节第三节 半导体二极管半导体二极管PN30第三节第三节 半导体二极管半导体二极管外壳阴极引线金属丝N型锗片N型硅二氧化硅保 护层底座N型硅金锑合 金铝合金 小球PN结点接触型点接触型面接触型面接触型平面型平面型31R（一）外加正向电压（一）外加正向电压EID二、二极管单向导电性二、二极管单向导电性导通，导通，ID大大（二）外加反向电压（二）外加反向电压截止，截止，I I反反很小很小EI反电流不 为
11、零第三节第三节 半导体二极管半导体二极管R限流限流, ,防止电流太大防止电流太大32I/mAU/VO三、二极管的伏安特性三、二极管的伏安特性死区UT导通电压导通电压: : 硅硅0.6-0.8 0.6-0.8 锗锗0.2-0.30.2-0.3非非线性元件线性元件第三节第三节 半导体二极管半导体二极管导通电压导通电压 死区电压死区电压, ,方能正常导通。方能正常导通。（一）正向特性（一）正向特性导通电压导通电压: : 硅硅0.6-0.8V 0.6-0.8V 锗锗0.1-0.3V0.1-0.3V死区电压死区电压: : 硅硅0.5 0.5 锗锗0.10.133I/mAU/VOISUBR死区UT导通电压
12、导通电压: : 硅硅0.6-0.8 0.6-0.8 锗锗0.2-0.30.2-0.3死区电压死区电压: : 硅硅0.5 0.5 锗锗0.10.1反向反向 饱和电流饱和电流反向击穿电压反向击穿电压第三节第三节 半导体二极管半导体二极管2.2.反向击穿现象反向击穿现象: :U U反反大到一定值时大到一定值时 I I反反（二）反向特性（二）反向特性1.1.U U反反较小时较小时: :I I反反很小很小, ,称为反向饱和电流。称为反向饱和电流。34第三节第三节 半导体二极管半导体二极管3.3.产生反向击穿的原因产生反向击穿的原因 4.4.危害危害: :二极管损坏二极管损坏电击穿电击穿: :U U反反大
13、到一定值时大到一定值时, , 把共价键把共价键 中的价电子强行拉出中的价电子强行拉出强电场引起自由电子加速与强电场引起自由电子加速与 原子碰撞，将价电子从共价原子碰撞，将价电子从共价 键中轰出键中轰出热击穿热击穿: : PNPN结上功耗大，热量高，结上功耗大，热量高，PNPN结结 因过热烧毁。因过热烧毁。齐纳击穿：齐纳击穿： 雪崩击穿：雪崩击穿：35I/mAU/VOISUBR死区UT导通电压导通电压: : 硅硅0.6-0.8 0.6-0.8 锗锗0.2-0.30.2-0.3 死区电压死区电压: : 硅硅0.5 0.5 锗锗0.10.1反向反向 饱和电流饱和电流反向击穿电压反向击穿电压第三节第三
14、节 半导体二极管半导体二极管归纳36第三节第三节 半导体二极管半导体二极管四、二极管的主要参数四、二极管的主要参数正确选择和安全使用二极管的指标。正确选择和安全使用二极管的指标。( (一一) )最大整流电流最大整流电流I IF F允许通过的最大正向平均电流。允许通过的最大正向平均电流。 最大正向最大正向 平均电流平均电流uitOuOtOui+-uO-+RL可在半导体手册中查到可在半导体手册中查到37第三节第三节 半导体二极管半导体二极管（三）反向电流（三）反向电流I IR R：即反向饱和电流。即反向饱和电流。 I/mAU/VOISUBR（二）最高反向工作电压（二）最高反向工作电压U UR R二
15、极管不被击穿所容许的二极管不被击穿所容许的最高反向工作电压最高反向工作电压, , 为为U UBRBR的一半的一半。 反向反向 饱和电流饱和电流反向击穿电压反向击穿电压硅几 A锗几十几百 A 反向饱和电流反向饱和电流硅管的温度稳 定性比锗管好38第三节第三节 半导体二极管半导体二极管（二）极间电容（二）极间电容CPN+Rui1.PN1.PN结存在等效结电容结存在等效结电容PNPN结中可存放电荷结中可存放电荷, ,相当相当 一个电容。一个电容。2.2.对电路的影响：对电路的影响：外加交流电外加交流电 源时，当频率高时，容抗小，对源时，当频率高时，容抗小，对 PNPN结旁通，单向导电性被破坏。结旁通，单向导电性被破坏。（三）最高工作频率（三）最高工作频率f fM39第三节第三节 半导体二极管半导体二极管将二极管的特性将二极管的特性
