第14章二极管和晶体管ppt课件.ppt

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1、第14章二极管和晶体管14.3二极管14.4稳压二极管14.5晶体管14.2PN结及其单向导电性14.1半导体的导电特性14.6光电器件第14章二极管和晶体管本章要求：一、了解半导体的导电特性，本征半导体和杂质半导体中自由电子和空穴的产生过程和数量差异及温度对半导体器件稳定性的影响。二、了解PN结及其单向导电性。三、了解二极管的结构和类型，理解二极管的伏安特性和主要参数的意义，并对重要参数有数量级的概念。四、了解稳压二极管的结构和伏安特性，会用稳压二极管组成稳压电路。五、熟悉晶体管的内部结构和电流放大原理，理解其伏安特性曲线和主要参数的意义，熟悉晶体管在放

2、大区、截止区和饱和区工作时所需的外部条件。六、了解常用光电器件的工作原理。学会用工程观点分析问题，就是根据实际情况，对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近似，以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结果。对电路进行分析计算时，只要能满足技术指标，就不要过分追究精确的数值。器件是非线性的,特性有分散性、RC的值有误差、工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标和正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器件的目的在于应用。14.1半导体的导电特性半导体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

3、的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡胶、陶瓷、塑料和石英。半导体导电能力处于导体和绝缘体之间的物质，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。半导体器件优点：体积小、重量轻、输入功率小、功率转换效率高等。14.1半导体的导电特性半导体的导电特性：(可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变(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)。热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强14.1.1

4、本征半导体完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构共价健共价键中的两个电子，称为价电子。SiSiSiSi价电子SiSiSiSi价电子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（带负电），同时共价键中留下一个空位，称为空穴（带正电）。本征半导体的导电机理：这一现象称为本征激发。空穴温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多。自由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，其结果相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。动画2动画1此时整个晶体带电

5、吗？为什么？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，自由电子导电成为这种半导体的主要导电方式，称为

6、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注意：无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。小结2.N型半导体：电子是多子，其中大部

7、分是掺杂提供的电子；空穴是少子，少子的迁移也能形成电流，由于数量的关系，起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂质浓度相等。3.P型半导体中空穴是多子，电子是少子。本征半导体中受激发（热激发即本征激发）产生的电子和空穴成对出现，数量很少。4.杂质半导体：多子数（多子浓度）主要由掺杂浓度决定，受温度影响较小；而少子（少子浓度）主要由本征激发决定，所以受温度影响较大。1.在杂质半导体中多子的数量主要与（a.掺杂浓度、b.温度）有关。2.在杂质半导体中少子的数量主要与（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）。a

8、bc4.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