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zzz电子课件01
黄河水利职业技术学院 曾令琴 前言半导体的基础知识 电子技术的应用举例 电子技术的发展,推动计算机技术的发展,使之“无孔不入”,应用广泛! 广播通信:发射机、接收机、扩音、录音、程控交换机、电话、手机 网络:路由器、ATM交换机、收发器、调制解调器 工业:钢铁、石油化工、机加工、数控机床 交通:飞机、火车、轮船、汽车 军事:雷达、电子导航 航空航天:卫星定位、监测 医学:γ刀、CT、B超、微创手术 消费类电子:家电(空调、冰箱、电视、音响、摄像机、照相机、电子表)、电子玩具、各类报警器、保安系统 一、电子技术的发展史: 三、如何学习这门课程 四、考查方法 1. 会看:读图,定性分析 2. 会算:定量计算 第8章 常用半导体器件 §8、1 半导体基础知识 在PN结两端加正向电压为什么扩散运动可以源源不断地进行? 多子当然不是无穷的,当电子和空穴复合后,会分别从电源获取电子和空穴。从而源源不断的进行扩散运动。实际情况下,这个过程持续的长短是和电源所拥有的电荷有关的。但是你要主意这种理想化的表述方法:在PN结两端加正向电压,就代表了要向PN源源不断提供电荷。就好比有一个假想中的电源,源源不断的向PN结提供空穴和电子,而不考虑实际情况。是为了表述问题和研究方便。 二极管是由半导体材料制成的,带空穴的P(Positive)型半导体和带自由电子的N(Negative)型半导体被制作在同一块硅片上,在它们的交界面上自由电子和空穴由于浓度差发生运动(称之为扩散运动),相互结合失去电性,留下交界面附近的正负离子(这样一个区域称之为耗尽层),形成内部电场和空间电荷区,这种电场又进一步造成了空穴和电子的运动(称之为漂移运动),最终扩散运动和漂移运动达到动态平衡,空间电荷区不再扩大,内部电场保持稳定。二极管被加上一个与内部电场方向相反的电压(称之为正向导通电压)时,内电场就会被削弱,当外加电场大于内电场时,漂移运动就能源源不断地进行,形成电流,表现出导体的性质。参考《模拟电子技术基础》(童诗白 编)《电子技术基础:模拟部分》(康华光 编) PN结是扩散运动形成的,但正偏电压为什么说使PN结变窄呢? 你好,如果书上说电场作用下也叫扩散运动的话,那可能它的定义是指分子系中物质从浓度高的地方向浓度低的地方扩散,没有限定是热运动的作用,跟传统定义有点不同。但是这样定义当然是不会引起矛盾的。如果要比较详细的论述的话建议你还是参看书上的。我想指出你推理的一点小问题,就是跨度太大,有点静止的看问题,没有注意到这是个连续变化的过程。你只注意到空穴从p到了n,但是怎么过去的呢?当然是穿过pn结。外加电场为0时,会到达一个动态平衡状态形成一个pn结。但是当外加正电场由0逐渐增加时,在导通之前,每一个固定电压值都会对应一个动态平衡状态,也就对应一个pn结的宽度。那么具体对应的关系是怎样的呢?为了方便起见,我们假设进入空间电荷区的载流子就会自动越过空间电荷区(这只是个总体上的等效,实际上是动态的,即原来的空间电荷区也存在空穴和自由电子,只是他们的浓度相对已经很低了,所以说空穴越过空间电荷区可以跟水流作类比。),以空穴为例,当增加一个很小的正电压u时,空穴在电场作用下有向n区方向移动的趋势,那么就一定有空穴越过原来空间电荷区的边界,即进入原来的空间电荷区,那么按照前面的假定,它会继续越过空间电荷区。但是要注意一点,这种运动是需要时间的,不是瞬间就完成了的。另外,加了电场后,会有源源不断的电荷补充进来,而且远比正电荷越过空间电荷区快的多,空穴即相当于自由的正电荷。也就是说,补充(或者类似水流的可以说是流进来)的正电荷在总体上会比越过(流出)空间电荷区的正电荷要多。这样的直接结果就是,空间电荷区的边界变窄了一点(相当于过多的正电荷把边界“推”动了一点点)。也就得出个结论,外加正电场在逐渐增大的过程中,pn结在逐渐变窄。增大到临界值时,pn结消失,呈导通状态,通常说的导通电压就是那个临界值。码字不容易,如果觉得太啰嗦没说明白的话,很乐意能跟你继续讨论。 追问 非常感谢,我是不是可以这么理解,就是在正电场的作用下,(以空穴为例),源源不断的空穴向pn结流去,从而使原来的pn结中(穿过pn)空穴越多,覆盖掉原来属于pn结的区域? 回答 是的,如果不过分追求严密,我们通常可以用诸如你说的覆盖这样的词,既形象生动又便于理解记忆。祝你在继续学习的过程中轻松愉快。 谢谢! 也就是PN结 扩散运动使得P区的空穴向N区运动,N区的自由电子向P区运动 PN结中除了有多数载流子的扩散运动,还有少数载流子的漂移运动。 内建电场对P区和N区的少数载流子具有吸引作用,只要少数载流子靠近耗尽层,就会被内建电场拉到
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