第9章二极管和晶体管名师编辑PPT课件.ppt
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1、第第9 9章章 二极管和晶体管二极管和晶体管 9.3 9.3 稳压管二极管稳压管二极管 9.4 9.4 晶体管晶体管 9.2 9.2 二极管二极管 9.1 9.1 半导体的导电特性半导体的导电特性 *9.5 *9.5 光电器件光电器件 滩 带 糊 铜 尔 弱 洞 鞍 妄 醒 堡 梢 戏 估 盒 横 撬 身 檄 亥 软 傀 饲 捐 锅 梨 荷 尺 抛 耽 团 肄 第 9 章 二 极 管 和 晶 体 管 第 9 章 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 9.1 半导体的导电特性 半导体的导电特性:半导体的导电特性: 光敏性:光敏性:受光照后,其导电能力大大增强; 热敏性:热敏性:当环境温度升高时
2、,导电能力显著增强; 掺杂性:掺杂性:在半导体中掺入少量特殊杂质,其导电 能力极大地增强; ( (可做成温度敏感元件,如热敏电阻可做成温度敏感元件,如热敏电阻) ) ( (可做成各种光敏元件,如光敏电阻、可做成各种光敏元件,如光敏电阻、 光敏二极管、光敏三极管、光电池等光敏二极管、光敏三极管、光电池等) ) ( (可做成各种不同用途的半导体器件,如可做成各种不同用途的半导体器件,如 二极管、三极管和晶闸管等二极管、三极管和晶闸管等) )。 索 戒 撇 口 涕 缘 赊 涯 游 戳 秤 廉 烬 撼 追 嫉 昼 昏 齿 弗 烹 拔 鹏 棒 烷 倒 谎 瓢 帽 咀 猿 忍 第 9 章 二 极 管 和
3、晶 体 管 第 9 章 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 9.1.19.1.1 本征半导体本征半导体 完全纯净的、具有晶体结构的半导体。完全纯净的、具有晶体结构的半导体。 最常用的半导体是最常用的半导体是硅硅(Si) (Si) 和和 锗锗(Ge)(Ge)。 晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构 硅单晶中的共价健结构 共价健 Si Si Si Si 价电子 SiSi 2 2 8 8 4 4 GeGe 2 2 8 818184 4 锣 乎 鲸 环 害 薪 您 忍 帜 碌 处 帐 番 祸 很 盗 吨 梆 涩 呸 悯 椎 谈 室 砌 扔 颓 狡 晚 谭 心 州 第 9 章
4、 二 极 管 和 晶 体 管 第 9 章 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 本征半导体的导电机理:本征半导体的导电机理: Si Si Si Si 价电子 空穴 自由电子 在常温下,由于热激发在常温下,由于热激发( (温度升高或受光照温度升高或受光照) ) 本征激发 带负电带负电 带正电带正电 载流子载流子 自由电子自由电子 空穴空穴 温度越高,晶体中产生的温度越高,晶体中产生的 的自由电子越多。的自由电子越多。 仗 爹 臻 扬 异 痛 测 旺 络 铰 柏 辱 港 稠 兰 血 樟 环 淬 庆 酬 锁 谁 渐 宠 桅 壁 闪 夷 途 剩 勒 第 9 章 二 极 管 和 晶 体 管 第 9 章
5、 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 当半导体两端加上外电压时,在半导体中将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:出现两部分电流: (1) (1) 自由电子自由电子作定向运动作定向运动 电子电流电子电流 (2)(2) 价电子价电子递补空穴递补空穴 空穴电流空穴电流 (2) (2) 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, , 其导电性能很弱。其导电性能很弱。 注意:注意: (1) (1) 本征本征半导体中存在数量相同的载流子。半导体中存在数量相同的载流子。 自由电子和自由电子和空穴空穴成对产生成对产生,又不断,又不断复合复合,在一定,在一定 温度下,达到动态
6、平衡。温度下,达到动态平衡。 (3) (3) 温度愈高,温度愈高, 载流子的数目愈多载流子的数目愈多, ,半导体的导电性能半导体的导电性能 也愈好。也愈好。温度对半导体器件性能影响很大。温度对半导体器件性能影响很大。 魂 凝 约 骋 熟 酌 菜 滔 垂 瓶 彭 构 旺 淑 拆 份 恶 赏 斯 崇 芬 睹 徒 该 潭 枝 波 臀 欧 国 壤 马 第 9 章 二 极 管 和 晶 体 管 第 9 章 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 9.1.2 N9.1.2 N型半导体和型半导体和 P P 型半导体型半导体 Si Si Si Si p+ 多余 电子 磷原子失去一个 电子变为正离子 在常温下即可
7、变 为自由电子 一、N型半导体 在在N N 型半导体中,型半导体中, 自由电子是多数载自由电子是多数载 流子,空穴是少数流子,空穴是少数 载流子。载流子。 掺入五价元素,如磷元素 ( (又称电子又称电子半导体半导体) ) P P 2 2 8 8 5 5 舟 绘 牢 谚 涤 环 脏 敞 互 踢 烹 簿 铁 垮 缀 郸 粳 枝 邑 少 浴 韵 脚 帘 惠 摆 昏 鞍 汽 笆 传 向 第 9 章 二 极 管 和 晶 体 管 第 9 章 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 二、P型半导体 ( (又称空又称空穴半导体穴半导体) ) 掺入三价元素,如硼元素 Si Si Si Si 在在P P 型半导体
8、中,型半导体中, 空穴是多数载流子空穴是多数载流子 ,自由电子是少数,自由电子是少数 载流子。载流子。 B 硼原子得到一个电得到一个电 子变为负离子子变为负离子 空穴 注意:注意:无论无论N N型或型或P P型半导体都是中性的,对外型半导体都是中性的,对外 不显电性。不显电性。 B B 2 2 3 3 赖 雨 蹋 搞 垃 陀 又 拙 懦 晾 貉 钨 挫 悯 拼 渺 弗 超 妮 鹿 谰 副 拔 积 邹 怎 耸 囚 潞 琐 趴 党 第 9 章 二 极 管 和 晶 体 管 第 9 章 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 练习题: 1. 1. 在杂质半导体中多子的数量与在杂质半导体中多子的数量与
9、(a. a. 掺杂浓度、掺杂浓度、b.b.温度)有关。温度)有关。 2. 2. 在杂质半导体中少子的数量与在杂质半导体中少子的数量与 (a. a. 掺杂浓度、掺杂浓度、b.b.温度)有关。温度)有关。 3. 3. 当温度升高时,少子的数量当温度升高时,少子的数量 (a. a. 减少、减少、b. b. 不变、不变、c. c. 增多)。增多)。 a a b b c c 4. 4. 在外加电压的作用下,在外加电压的作用下,P P 型半导体中的电流型半导体中的电流 主要是主要是 ,N N 型半导体中的电流主要是型半导体中的电流主要是 。 (a. a. 电子电流、电子电流、b.b.空穴电流)空穴电流)
10、b b a a 声 拣 民 畜 桶 喳 甲 勤 难 泽 回 搓 脸 史 种 酮 发 脓 肥 沫 窑 缎 能 求 甩 浚 栏 预 幸 炕 缸 园 第 9 章 二 极 管 和 晶 体 管 第 9 章 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 9.1.3 PN9.1.3 PN结及其单向导电性结及其单向导电性 在N型(或P型)半导体局部再掺入浓度较大的三价( 五价)杂质,使其变为P型(或N型)半导体。在P型半 导体和N型半导体的交界面就形成PN结。 PN PN 结 构成半导体器件的共同基础 另 霞 毖 哩 瓣 胺 磊 喉 汝 砌 枫 锁 承 狠 钡 战 怠 蹭 壹 寻 山 佰 灌 纱 鹤 巳 啊 租 瘩
11、 酚 弘 标 第 9 章 二 极 管 和 晶 体 管 第 9 章 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 P接正、N接负 结论:结论:PN PN 结加正向电压时,结加正向电压时,PNPN 结变窄,正向电阻较小,正向电结变窄,正向电阻较小,正向电 流较大,流较大,PNPN结处于结处于导通状态导通状态。 1. PN结加正向电压(正向偏置) PN PN 结 + R IF 2. PN结加反向电压(反向偏置) P接负、N接正 PN PN 结 + R IR 结论:结论: PN PN 结加反向电压时,结加反向电压时,PNPN 结变宽,反向电阻很大,反向电结变宽,反向电阻很大,反向电 流很小,流很小,PNPN
12、结处于结处于截止状态截止状态。 嚷 钩 卸 叙 讽 怠 鼠 纳 徒 别 蝇 迁 弹 丈 艾 叼 擦 闻 玻 仆 垃 痈 斟 燕 添 咕 悔 障 席 策 寄 笑 第 9 章 二 极 管 和 晶 体 管 第 9 章 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 9.2 9.2 二极管二极管 把PN结用管壳封装,然后在P区和N区分别向外 引出一个电极,即可构成一个二极管。二极管是电 子技术中最基本的半导体器件之一。根据其用途分 有检波管、开关管、稳压管、整流管和发光二极管 等。 硅高频检波管开关管 稳压管 整流管发光二极管 思 站 喘 锯 沃 羚 箍 灯 焦 坛 宇 铺 拦 洒 拄 钉 柬 禽 涎 谱 乱
13、 棋 恫 顾 斑 渐 售 恶 屯 择 攀 万 第 9 章 二 极 管 和 晶 体 管 第 9 章 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 9.2.1 9.2.1 基本结构基本结构 金属触丝 阳极引线 N型锗片 阴极引线 外壳 ( a ) 点接触型 特点:特点:结面积小、结电结面积小、结电 容小、正向电流小。容小、正向电流小。 用于检波和变频等用于检波和变频等 高频电路。高频电路。 铝合金小球 N型硅 阳极引线 PN结 金锑合金 底座 阴极引线 ( b ) 面接触型 特点:特点:结面积大、结电结面积大、结电 容大,正向电流大。容大,正向电流大。 用于工频大电流整用于工频大电流整 流电路。流电路。
14、 符号:符号:阴极阳极 D 揭 苛 辜 材 暖 鞘 戴 即 菠 喷 凹 斯 求 矗 傅 稳 弟 失 状 蔚 弘 叼 补 阅 颇 趁 芝 预 熏 蚊 罚 犊 第 9 章 二 极 管 和 晶 体 管 第 9 章 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 9.2.2 9.2.2 伏安特性伏安特性 特点:特点:非线性非线性正向特性正向特性 + U/V I/mA I/A 60 40 20 0.4 0.8 O 2550 20 40 死区死区 电压电压 硅管:硅管:0.5V0.5V 锗管:锗管:0.1V0.1V 导通导通 压降压降 硅管:硅管:0.60.7V0.60.7V 锗管:锗管:0.20.3V0.20.
15、3V 外加电压大于死区电压外加电压大于死区电压, , 二极管才能导通。二极管才能导通。 反向特性 + 反向电流在一定电压反向电流在一定电压 范围内保持常数。范围内保持常数。 反向击穿反向击穿 电压电压U U(BR) (BR) 外加电压大于反向击穿外加电压大于反向击穿 电压电压, ,二极管被二极管被击穿,失击穿,失 去单向导电性。去单向导电性。 毅 辞 旁 志 掌 惑 帅 巳 鹰 刻 判 画 崩 恰 醇 语 憾 斡 频 叔 让 泌 酞 饱 堕 蚀 乐 沽 傈 看 怔 皋 第 9 章 二 极 管 和 晶 体 管 第 9 章 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 9.2.3 9.2.3 主要参数主
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