电工与电子技术 教学课件 作者 陈斗 主编 王连运 余岳 副主编第7章 半导体元器件.ppt

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1、学习目标1.了解半导体的基础知识，理解PN结的形成及其单向导电性；2.了解二极管的结构,掌握其伏安特性并能对具体电路进行分析及其应用；下一页3.了解稳压二极管、光电二极管、发光二极管及激光二极管的特性及应用；4.了解三极管的基本结构、特性曲线，掌握其电流分配与放大原理，并能根据具体要求选择符合功能条件的三极管；5.了解晶闸管的结构及其工作原理，掌握其伏安特性曲线。下一页7.1半导体及PN结7.2半导体二极管7.3几种常见的特殊二极管7.4半导体三极管7.5晶闸管实践应用小结下一页返回7.1.1半导体的基本知识7

2、.1.2PN结返回下一页7.1半导体及PN结1.概念自然界的物质，根据物体导电能力(电阻率)的不同，可划分为：导体绝缘体半导体7.1.1半导体的基本知识2.半导体的特点在外界能源的作用下，导电性能显著变化在纯净半导体内掺入杂质，导电性能显著增加7.1.1半导体的基本知识半导体可分为本征半导体和杂质半导体。3．本征半导体化学成分纯净、结构完整的半导体。7.1.1半导体的基本知识(1)本征半导体的共价键结构(2)电子空穴对(3)空穴的移动7.1.1半导体的基本知识4．杂质半导体在本征半导体硅或锗中掺入微量的其它适当

3、元素后所形成的半导体。在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。7.1.1半导体的基本知识根据掺杂元素的性质，杂质半导体分为P型（空穴型）半导体和N型（电子型）半导体。P型（positive）半导体在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓、铟等形成了P型半导体，也称为空穴型半导体。因三价杂质原子在与硅原子形成共价键时，缺少一个价电子而在共价键中留下一空穴。在P型半导体中，空穴的浓度远大于自由电子的浓度。7.1.1半导体的基本知识N（negative）型半导体在本征半导体中掺入五价杂

4、质元素如磷、砷和锑等，可形成N型半导体，也称电子型半导体。7.1.1半导体的基本知识1．PN结的形成7.1.2PN结7.1.2PN结2．PN结的单向导电性PN结正向偏置PN结反向偏置PN结的击穿7.1.2PN结7.2.1二极管的结构7.2.2二极管的伏安特性7.2.3主要参数7.2.4二极管电路的应用举例返回下一页7.2半导体二极管1．二极管的结构点接触型二极管PN结面积小，用于检波和变频等高频电路。面接触型二极管PN结面积大，用于工频大电流整流电路。平面型二极管PN结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。返

5、回下一页7.2.1二极管的结构2．二极管的图形符号返回下一页7.2.1二极管的结构3．二极管的实物照片返回下一页7.2.1二极管的结构返回下一页7.2.2二极管的伏安特性1．二极管的主要参数最大整流电流IF最大反向工作电压URM反向电流IR正向压降UF最高工作频率fM返回下一页7.2.3主要参数2．二极管的大信号模型根据二极管伏安特性，可把它导通和截止两种状态。对于硅管来说当ud<0.7V时就截止，当ud>0.7V时就导通。对于锗管来说当ud<0.2V时就截止，当ud>0.2V时就导通。返回下一页7.2.3主要

6、参数3.二极管的性能测试如果测得正、反向电阻均为无穷大，说明内部断路；若测量值均为零，则说明内部短路；如测得正、反向电阻几乎一样大，这样的二极管已经失去单向导电性，没有使用价值了。二极管正、反向电阻的测量值相差愈大愈好。返回下一页7.2.3主要参数返回下一页7.2.4二极管电路的应用举例1．整流返回下一页7.2.4二极管电路的应用举例2．钳位返回下一页7.2.4二极管电路的应用举例3．限幅返回下一页7.2.4二极管电路的应用举例4．元件保护返回下一页7.2.4二极管电路的应用举例5．逻辑门电路7.3.1稳压二极

7、管7.3.2光电二极管7.3.3发光二极管7.3.4激光二极管返回下一页7.3几种常见的特殊二极管1．稳压二极管的符号及伏安特性返回下一页7.3.1稳压二极管2．稳压二极管的应用返回下一页7.3.1稳压二极管1．光电二极管的符号及实物图返回下一页7.3.2光电二极管2．光电二极管的特点返回下一页7.3.2光电二极管使用时要反向接入电路中，即其正极接电源负极，负极接电源正极3．光电二极管的应用返回下一页7.3.2光电二极管远距离光电传输的原理1．发光二极管的符号、伏安特性及实物图返回下一页7.3.3发光二极管2．

8、发光二极管的应用返回下一页7.3.3发光二极管1)指示灯返回下一页7.3.3发光二极管2)七段型数码管激光二极管简称激光管。受激励能产生激光的二极管。激光管与普通二极管的差异是有一个光谐振腔（由两个互相平行并与PN结严格垂直的光学平面镜组成）。激光二极管工作时发射的主要是红外线，广泛用于激光条码阅读器、激光打印机、光盘CD/VCD/DVD及激光测量等设备上，具有体积小、重量轻、功率转换