《[工学]电工电子学课件第09章-二极管和晶体管1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[工学]电工电子学课件第09章-二极管和晶体管1（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电工电子学下篇-电子技术,电子技术是把电子元器件组成的电子电路应用到科学、技术、生产、生活各领域的应用技术，电子电路是信息社会产生、传送、处理信号的硬件载体。,电工电子学下篇-电子技术,第9章 二极管和晶体管 第10章 基本放大电路 第11章 运算放大器 第12章 直流稳压电源 第13章 门电路和组合逻辑电路 第14章 触发器和时序逻辑电路 第15章 模拟量和数字量转换,9.1 半导体的导电特性 9.2 半导体二极管 9.3 稳压二极管,第9章 二极管和晶体管,半导体基础知识,导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。,绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料
2、和石英。,半导体：导电特性处于导体和绝缘体之间。如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。,半导体的导电能力受外界因素的影响很大：,对温度敏感 热敏元件,掺杂 半导体二极管、三极管、场效应管、晶闸管等半导体器件,半导体及其特点,对光照敏感 光电管、光电池等光敏元件,半导体的这些特点是由其原子结构决定的,9.1.1 本征半导体,1、本征半导体的结构特点,硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。,9.1 半导体的导电特性,在热力学温度零度 和没有外界激发时, 本征半导体不导电。,共价键结构,本征半导体的共价键结构,+4,+4,+4,+4,+4,+4,+4,+4,+4,+4,+4,+4,+4,+4
3、,+4,+4,+4,+4,自由电子,空穴,在 常 温 下 自 由 电 子 和 空 穴 的 形 成,成对出现,成对消失,+4,+4,+4,+4,+4,+4,+4,+4,1 .N型半导体,在硅或锗的晶体中掺入少量五价元素,多余价电子,N 型半导体中的载流子:,1、自由电子,2、空穴,多数载流子,少数载流子,9.1.2 N半导体和P型半导体,N 型半导体结构示意图,空穴是少数载流子,电子是多数载流子,+4,+4,+4,+4,+4,+4,+4,空穴,2. P型半导体,在硅或锗的晶体中 掺入少量的三价元 素, 形成P 型半导体,+4,P 型半导体中 的载流子是:,1、自由电子,2、空穴,多数载流子,少数
4、载流子,P 型半导体结构示意图,半导体具有不同于其它物质的特点。例如：,当受外界热和光作用时，导电能力明显变化,半导体对温度敏感 。,往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变。,半导体的导电特性,（三）PN结,1、PN结的形成,多子的浓度差,注：PN结的结电容很小,2、PN结的特性 （1）PN结外加正向电压,2、PN结的特性 （2）PN结外加反向电压,（3）PN结的特性：,单方向导电性,9.2 半导体二极管,9.2.1 伏安特性,硅管0.5V,锗管0.1V。,反向击穿 电压U(BR),导通压降,外加电压大于死区电压二极管才能导通。,外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。,
5、正向特性,反向特性,特点：非线性,硅0.60.8V锗0.20.3V,死区电压,P,N,理想二极管： 导通压降=0,9.2.2 主要参数,1. 最大整流电流 IF,二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。,2.最高反向工作电压UR,二极管工作是允许外加的最大反向电压值。超过此值时，二极管有可能因反向击穿而损坏。手册上给出的最高反向工作电压UR一般是击穿电压U（BR）的一半。,+ U -,3. 反向电流 IR,指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要
6、比硅管大几十到几百倍。,4、微变电阻 rD,uD,rD 是二极管特性曲线上工作点Q 附近电压的变化与电流的变化之比：,工作点Q处的直流电阻： R=UD/ID,例9.1：下图中，已知VA=3V， VB=0V， DA 、DB为锗管，求输出端Y的电位并说明二极管的作用。,解： DA优先导通，则,VY=30.3=2.7V,DA导通后, DB因反偏而截止, 起隔离作用, DA起钳位作用, 将Y端的电位钳制在+2.7V。,3V,0V,-0.3V,2.7V,D,E 3V,R,ui,uo,uR,uD,例9.2：下图是二极管限幅电路，D为理想二极管，ui = 6 sin t V, E= 3V,试画出 uo波形
7、。, t, t,ui / V,uo /V,6,0,0,2,注意:实际使用中要加保护措施,K,U,L,R,iL,D,9.3 稳压二极管,1. 符号,UZ,IZ,IZM, UZ, IZ,2. 伏安特性,稳压管正常工作时加反向电压,使用时要加限流电阻,稳压管反向击穿后，电流变化很大，但其两端电压变化很小，利用此特性，稳压管在电路中可起稳压作用。,3. 主要参数,(1) 稳定电压UZ 稳压管正常工作(反向击穿)时管子两端的电压。,(2) 电压温度系数 环境温度每变化1C引起稳压值变化的百分数。,(3) 动态电阻,(4) 稳定电流 IZ 、最大稳定电流 IZM,(5) 最大允许耗散功率 PZM = UZ IZM,rZ愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。,4. 稳压原理,限流电阻必有，起到电压调节作用和保护作用。,例9.3.1 求通过稳压二极管的电流IZ？R是限流电阻，其阻值合适否？,IZ,DZ,R=1.6k,+20V,UZ =12V,IZM =18mA,解:,IZIZM, 电阻值合适,作业1：P263-266页 A选择题：9.2.1、9.2.2、9.3.1 B基本题： 9.2.4（b）、9.2.6、9.3.3,
