汽车电工电子技术教学配套课件安宗权主编第五章常用半导体器件与应用

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1、第五章第五章常用半导体器件与应用常用半导体器件与应用[[能力目标能力目标]]1.1.能检测并识别二极管和三极管的好坏；能检测并识别二极管和三极管的好坏；2.2.能应用二极管构建整流电路；能应用二极管构建整流电路；3.3.能应用三极管构建基本放大电路。能应用三极管构建基本放大电路。[[知识目标知识目标]]1.1.了解二极管的结构与特性；了解二极管的结构与特性；2.2.掌握二极管的选用；掌握二极管的选用；3.3.理解整流电路的工作原理；理解整流电路的工作原理；4.4.了解三极管的结构与特性了解三极管的结

2、构与特性5.5.掌握三极管的选用；掌握三极管的选用；6.6.理解三极管基本放大电路的工作原理。理解三极管基本放大电路的工作原理。返回上一页下一页第五章第五章常用半导体器件与应用常用半导体器件与应用返回上一页下一页第一节二极管及应用一、一、PNPN结及其特性结及其特性11．半导体的基本知识．半导体的基本知识导体导体：：很容易导电的物体，如金、银、铜、铁很容易导电的物体，如金、银、铜、铁等。等。绝缘体绝缘体：：不容易导电或者完全不导电的物体，如不容易导电或者完全不导电的物体，如塑料、橡胶、陶瓷、玻璃等。

3、塑料、橡胶、陶瓷、玻璃等。半导体半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质，如硅(Si)、锗(Ge)、金属氧化物等。硅和锗是4价元素，原子的最外层轨道上有4个价电子。返回上一页下一页第一节二极管及应用热敏性：当环境温度升高时，导电能力明显増强。光敏性：当受到光照时，其导电能力明显变化。(可制成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电池等)。掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，使其导电能力明显改变。返回上一页下一页第一节二极管及应用2．P型半导体和N型半导体完全纯净的、具有晶体结构的半

4、导体，称为完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。本征半导体。共价键中的两个电子，称为共价键中的两个电子，称为价电子价电子。。返回上一页下一页第一节二极管及应用2．P型半导体和N型半导体本征半导体的导电机理：本征半导体的导电机理：价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子（带后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子（带负电），同时共价键中留下一个空位，称为空穴负电），同时共价键中留下一个空位，称为空穴（带正电）。这一

5、现象称为本征激发。（带正电）。温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多。温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多。在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。返回上一页下一页第一节二极管及应用2．P型半导体和N型半导体当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分电流现

6、两部分电流(1)(1)自由电子作定向运动→电子电流自由电子作定向运动→电子电流(2)(2)价电子递补空穴价电子递补空穴→→空穴电流空穴电流自由电子和空穴都称为载流子。自由电子和空穴都称为载流子。自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载流子便维持一定的数动态平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。目。返回上一页下一页第一节二极管及应用2．P型半导体和N型半导体注意：

7、注意：(1)(1)本征半导体中载流子数目极少本征半导体中载流子数目极少,,其导电性能其导电性能很差；很差；(2)(2)温度愈高，温度愈高，载流子的数目愈多载流子的数目愈多,,半导体的导半导体的导电性能也就愈好。所以，温度对半导体器件性电性能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。能影响很大。返回上一页下一页第一节二极管及应用2．P型半导体和N型半导体价电子SiSiSi自由电子SiAsSiSiSiSi图5-1P型半导体图5-2N型半导体图返回上一页下一页第一节二极管及应用3．PN结及其单向导电性

8、图5-3PN结的形成过程返回上一页下一页第一节二极管及应用3．PN结及其单向导电性空间电荷区也称PN结返回上一页下一页第一节二极管及应用3．PN结及其单向导电性PNPN结加正向电压结加正向电压（正向偏（正向偏置）置）内电场被削弱，多子的扩散加强，形成较大的扩散电流。PN结加正向电压时，PN结变窄，正向电流较大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。返回上一页下一页第一节二极管及应用3．PN结及其单向导电性PNPN结加反向电压结加反向电压（反向偏置）（反向偏置）内电场被加强