第14章 二极管和晶体管 ppt课件.ppt

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1、电子技术哈尔滨工业大学(威海)信息与电气工程学院第14章二极管和晶体管返回晶体管的诞生1947年12月16日威廉·邵克雷（WilliamShockley）约翰·巴顿（JohnBardeen）沃特·布拉顿（WalterBrattain）成功地在贝尔实验室制造出第一个晶体管，开辟了电子技术的新纪元;1950年，威廉·邵克雷开发出双极晶体管（BipolarJunctionTransistor），就是现在通用的标准的晶体管。晶体管的作用晶体管是当今数字世界的构建模块，被认为是20世纪最伟大最重要的发明之一。从最早被人们熟知的半导体，到如今随处可见的手机、随身听、DVD、各种便携式存储器、电视、电脑

2、等。只要您能想到的电子产品，几乎都运用了晶体管技术。英特尔公司董事长贝瑞特博士在庆祝晶体管诞生60周年时表示。“晶体管太有魅力了！它改变了世界，改变了我们每个人的生活、学习和工作方式。在人类发展的路程上，晶体管是我们‘最好的朋友’。”14.1半导体的导电特性14.2PN结及其单向导电性14.3二极管14.4稳压二极管14.5晶体管14.6光电器件目录一、理解PN结的单向导电性，晶体管的电流分配和电流放大作用；二、了解二极管、稳压管和晶体管的基本构造、工作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；三、掌握含有二极管电路的分析方法。本章要求14.1半导体的导电特性半导体：导电能力介乎于导体和绝缘体之

3、间的物质。半导体的导电特性：热敏特性光敏特性掺杂特性半导体的导电特性：(可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。掺杂特性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力显著增强(可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。光敏特性：当受到光照时，导电能力明显变化(可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等)。热敏特性：当环境温度升高时，导电能力增强应用最多的本征半导体为锗和硅，它们各有四个价电子，都是四价元素.硅的原子结构完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。14.1.1本征半导体晶体中原子的排列方式14.1.1本征半导体纯净的半导体其所有的原子基本上整齐排列

4、，形成晶体结构，所以半导体也称为晶体——晶体管名称的由来本征半导体晶体结构中的共价健结构SiSiSiSi共价键价电子14.1.1本征半导体自由电子与空穴14.1.1本征半导体共价键中的电子在获得一定能量后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子同时在共价键中留下一个空穴。空穴SiSiSiSi自由电子热激发与复合达到动态平衡由于受热或光照产生自由电子和空穴的现象-----热激发14.1.1本征半导体自由电子在运动中遇到空穴后，两者同时消失，称为复合现象SiSiSiSi自由电子空穴半导体导电方式载流子自由电子和空穴温度对半导体器件性能的影响很大。14.1.1本征半导体SiSiSiSi价电子空穴当半

5、导体两端加上外电压时，自由电子作定向运动形成电子电流；而空穴的运动相当于正电荷的运动本征半导体的导电机理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(1)自由电子作定向运动电子电流(2)价电子递补空穴空穴电流注意：(1)本征半导体中载流子数目极少,其导电性能很差；(2)温度愈高，载流子的数目愈多,半导体的导电性能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。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目。14.1.2N型半导体和P型半导体掺杂后自由电子数目大量增加，自由电子导电

6、成为这种半导体的主要导电方式，称为电子半导体或N型半导体。掺入五价元素SiSiSiSip+多余电子磷原子在常温下即可变为自由电子失去一个电子变为正离子在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）,形成杂质半导体。在N型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。14.1.2N型半导体和P型半导体掺杂后空穴数目大量增加，空穴导电成为这种半导体的主要导电方式，称为空穴半导体或P型半导体。掺入三价元素SiSiSiSi在P型半导体中空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。B–硼原子接受一个电子变为负离子空穴14.1.2N型半导体和P型半导体注意：不论N型半导体还是P型半导体，虽然它们都有一种载流子

7、占多数，但是整个晶体仍然是不带电的。返回1.在杂质半导体中多子的数量与（a.掺杂浓度、b.温度）有关。2.在杂质半导体中少子的数量与（a.掺杂浓度、b.温度）有关。3.当温度升高时，少子的数量（a.减少、b.不变、c.增多）。abc4.在外加电压的作用下，P型半导体中的电流主要是，N型半导体中的电流主要是。（a.电子电流、b.空穴电流）ba14.2PN结及其单向导电性14.2.1PN结的形成多子的扩散运动内电场少子的漂移