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第三章 二极管及其基本电路;;§3.1 半导体的基本知识;§3.1.2 半导体的共价键结构;§3.1.3 本征半导体，空穴及其导电作用;自由电子; 　空穴产生后，在外加电场或其他能源的作用下，邻近的价电子可以填补到这个空位上，而这个价电子原来的位置上就产生一个新空位，以后其他电子又可以填补这个新空位。;本征半导体中存在数量相等的两种载流子:自由电子、空穴. 二者浓度总是相等。 (2) 本征半导体在外电场的作用下，形成两种电流： 空穴电流、电子电流。 外电路的总电流等于两种电流的代数和。 (3) 本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。 载流子的浓度越高，本征半导体的导电能力越强。 (4) 电子－空穴对的数目对温度、光照十分敏感。 温度越高，产生的电子空穴对越多，载流子的浓度越高。 (5) 自由电子和空穴总是成对出现------本征激发。 自由电子和空穴也可以同时消失------复合。 当温度一定时，本征激发和复合同时进行，达到动态平衡。;§3.1.4 杂质半导体;1、P 型半导体;－;2.N型半导体： 在硅（或锗）的晶体中掺入少量的五价元素。(磷、锑);1.由施主原子提供的电子，浓度与施主原子相同。;§ 3.2 PN结的形成及特性;§3.2.2 PN结的形成;由于正负离子的相互作用，在空间电荷区就形成一个电场，方向是从N区→P区。;可见，PN结中进行着两种载流子的运动：;－;－;－; PN结变宽，漂移运动＞扩散运动， PN结内的电流以漂移电流为主； 外电路形成流入N区的反向电流 IR。; 在一定温度下，少子浓度是一定的，故反向电流 IR 基本上与外加反向电压的大小无关，电流值IR趋于稳定，故称为反向饱和电流（IS）。 但是，IS的大小与温度有关。温度越高，本征激发产生的少子数目越多，IS的值也越大。;3.PN结的伏安特性及表达式;§3.2.4 PN结的反向击穿;当PN结外加反偏电压较大时，耗尽区很宽，形成一强电场。 雪崩击穿： 做漂移运动的少子，在强电场作用下，获得足够大的动能。与晶体原子发生碰撞时，能把电子从共价键中撞出，形成雪崩式的连锁反应，从而产生更多的电子－空穴对，使反向电流急剧增大。?;△§3.2.5 PN结的电容效应; 耗尽区中有不能移动的正负离子，各具有一定的电量。 当外加电压发生变化时，耗尽区的宽度要随之改变，即：PN结中存储的电荷量也要随之变化，就像电容充放电一样。;1、二极管的电路符号：;点接触型 ;3、半导体二极管图片;半导体二极管图片;半导体二极管图片;3.3.2 二极管的V－I 特性;锗二极管2AP15的V-I 特性;注意： 二极管的V－I 特性对温度很敏感 T↑→正向特性曲线左移； 反向特性曲线下移。 ;3.3.3 二极管的主要参数;§3.4 二极管基本电路及其分析方法;解：由电路的KVL方程，可得 ;§3.4.2 二极管电路的简化模型分析方法;（1）理想模型;（2）恒压降模型;（3）折线模型; vs= 0时，静态 Q为静态工作点，反映输入信号为直流时二极管的工作状态.; 在交流信号vs的作用下，工作点沿V-I特性曲线，在静态工作点Q附近小范围内变化，此时，可把二极管的V-I 特性曲线近似看成以Q为切点的一条直线，电压变化量与电流变化量之比近似于常数。;则;vs; 不管输入信号正弦信号处于正、负半周，负载上得到的都是正向电压。;2）二极管电路的静态工作情况分析;① 使用理想模型， vD=0V，iD=VDD/R=10/10k=1mA; R = 1kΩ，VREF = 3V，二极管为硅二极管。 分别用理想模型和恒压降模型求解： 当vI=0V、4V、6V时的输出电压vo； 当vI = 6sin?t V时，绘出输出电压vo的波形。 ;（2）采用恒压降模型分析:;4）开关电路：利用二极管的单向导电性，接通或断开电路 ;VDD = 5V，R = 5k?，恒压降模型的VD=0.7V，vs = 0.1sinwt V （1）求输出电压vO的交流量和总量；（2）绘出vO的波形。 ;结论： 分析电路静态工作情况，求静态工作点Q； 根据Q点，计算微变电阻rd； 根据交流小信号模型，求小信号作用下电路的交流电压、电流； 静态值、交流值叠加，得到完整的结果。; 它的伏安特性曲线，与普通硅二极管的完全一样。 稳压时，要加反向电压，工作在反向击穿区。 ;稳压管的一种实物图;△§3.5.2 变容二极管;△§3.5.4 光电子器件;几种普通发光二极管实物图;本章小结： 掌握 本征半导体； 本征激