
思考:P区和N区杂质浓度相等时,负离子区 与正离子区宽度相等,若两个区的杂质浓度不等, 正、负离子区的宽度将如何变化?
1. 理解PN结的单向导电性,三极管的电流分配和 电流放大作用; 2. 了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工 作原理和特性曲线,理解主要参数的意义; 3. 会分析含有二极管的电路。
温度一定时,达到动态平衡,空间电荷区的宽度一 定,PN结形成,扩散电流=漂移电流 1、空间电荷区中没有载流子 2、空间电荷区中内电场阻碍P区的空穴和N区的自由电子(多子) 向对方运动(扩散运动) 3、P区的电子和N区的空穴(少子)数量有限,形成的漂移电流 很小
为安全计,在实际工 作时,最大反向工作 电压,它一般是反向 击穿电压的一半 二极管未击穿是反向 直流电流值
例: 试求下图硅二极管电路中电流 I1、I2、IO 和输出电压 UO 值
半导体:还有一类物质,常温下(27℃)它的导电性 能介于导体和绝缘体之间,称为半导体。
内电场越强,漂移 运动越强,而漂移使空 间电荷区变薄。 内电场 N 型半导体
扩散和漂 移这一对相反 的运动最终达 到动态平衡, 空间电荷区的 厚度固定不变。
电路如图,求:UAB 取 B 点作参考点,断开 二极管,分析二极管阳极 和阴极的电位。
由于热运动,有充足能量 的价电子挣脱共价键的束缚 而成为自由电子 自由电子的产生使共价键中 留有一个空位置,称为空穴
PN结外加电压变化时,空间电荷区的宽度将发生 变化,有电荷的积累和释放的过程,与电容的充放电 相同,其等效电容称为势垒电容Cb。
电流相同时,二极管的端电压大于PN结上的压降 外加正向电压相同时,二极管的正向电流小于PN结电流
当V0时处于正向特性区域 当0VVth时,正向电流为零,称为死区电压或开启电压 当VVth时,慢慢的出现正向电流,并按指数规律增长
当V0时处于反向特性区域 当V(BR)V0时,反向电流很小,且基本不随反向电压的变 化而变化,此时的反向电流也称为反向饱和电流IR(sat) 当VV(BR)时,反向电流飞速增加, V(BR)称为反向击穿电压
1、半导体主要利用的原材料 2、元素原子序数及其电子层数 硅 序数14、3个电子层
面接触型:结面 积大,结电容大, 故结允许的电流 大,最高工作频 率低。
在杂质半导体中,气温变化 时,载流子的数目变化吗?少子 与多子变化的数目相同吗?少子 与多子浓度的变化相同吗?
(a. 掺杂浓度、b.温度)有关。 3. 当温度上升时,少子的数量 c (a. 减少、b. 不变、c. 增多)。
本征半导体中存在数量相等的两种载流子:空穴和自由电子 本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度,本征半导体 中载流子数目极少, 其导电性能很差; 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。
半导体器件是近代电子学的重要组成部分,是近代电子 工业的基础 体积小、重量轻、常规使用的寿命长、输入功率小、功率转换 效率高等优点
导体:在自然界中,存在着许多不同的物质,有的物 质很容易传导电流,称为导体。
PN 结加正向电压时,PN结变窄,正向电流比较大,正向 电阻较小,PN结处于导通状态。
本征激发(热激发):半导体在热激发下产生自由电子和空穴 自由电子与空穴相碰同时消失,称为复合。 本征激发 电子——空穴 复合
一定温度下,自由电子与空穴对的浓度一定;温度上升,热运 动加剧,挣脱共价键的电子增多,自由电子与空穴对的浓度加大。
PN结外加的正向电压变化时,在扩散路程中载流 子的浓度及其梯度均有变化,也有电荷的积累和释放 的过程,其等效电容叫做扩散电容Cd。 结电容: C j Cb Cd 结电容不是常量!若PN结外加电压频率高到一定程 度,则失去单向导电性!
对于杂质半导体,多子浓度愈高,少子浓度就愈低 对于杂质半导体的导电性能主要根据多子浓度
1. 在杂质半导体中多子的数量与 a (a. 掺杂浓度、b.温度)有关。 2. 在杂质半导体中少子的数量与 b
——在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素,使载流子浓 度增加,从而使半导体导电性能增强
杂质半导体主要靠多数载 流子导电。掺入杂质越多,多 子浓度越高,导电性越强,实 现导电性可控。
PN 结加反向电压时,PN结变宽,反向电流较小, 反向电阻较大,PN结处于截止状态。 温度越高少子的数目越多,反向电流将随温度增加。
内电场被 加强,少子的 漂移加强,由 于少子数量很 少,形成很小 的反向电流。
由一个PN结组成, 反向击穿后在一定的 电流范围内端电压基 本不变,为稳定电压。 若稳压管的电流太小则不稳压,若稳压管的电流太大则会 因功耗过大而损坏! 稳压二极管在工作时应反向连接,并串入一只电阻。电阻 的作用一是起限流作用,以保护稳压管;其次是当输入电压 或负载电流变化时,通过该电阻上的压降变化,取出误差信 号以调节稳压管的工作电流,从而起到稳压的作用。
V阳 =-6 V V阴 =-12 V V阳V阴 二极管导通 若忽略管压降,二极管可看作短路,UAB =- 6V 否则, UAB低于-6V一个管压降,为-6.3V或-6.7V 在这里,二极管起钳位作用。
求:UAB 两个二极管的阴极接在一起 取 B 点作参考点,断开二极管, 分析二极管阳极和阴极的电位。