电子电路-第七章.pptVIP

本章目录 7.1 半导体二极管 7.2 整流电路 7.3 电源滤波电路 7.4 稳压二极管 7.5 稳压电路 7.1 半导体二极管 半导体材料 根据物体导电能力(电阻率)的不同，来划分导体、绝缘体和半导体。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。 半导体有温敏、光敏和掺杂等导电特性。 热敏性： 当环境温度升高时，导电能力显著增强。（可做成温度敏感元件，如热敏电阻） 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） 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） 7.1 半导体二极管（续1） 半导体的共价键结构硅和锗的原子结构简化模型及晶体结构 7.1 半导体二极管（续2） 本征半导体 本征半导体——化学成分纯净的半导体。物理结构上呈单晶体形态。 电子空穴对——由热激发而产生的自由电子和空穴对。 7.1 半导体二极管（续2） 本征半导体 本征半导体——化学成分纯净的半导体。物理结构上呈单晶体形态。 电子空穴对——由热激发而产生的自由电子和空穴对。 7.1 半导体二极管（续3） 本征半导体的导电机理 外电压时，半导体中将出现两部分电流 自由电子作定向运动形成电子电流；类似金属导体导电 相邻价电子递补空穴形成空穴电流。 能够承载电流的粒子称为载流子，半导体含有两种载流子：自由电子和空穴。 本征半导体中载流子浓度极小，导电性能很差； 温度越高，本征半导体中载流子浓度越高，导电能力越强。半导体导电能力受温度影响很大。 300oK时，本征硅的载流子浓度为1.4×1010/cm3，而本征硅的原子浓度: 4.96×1022/cm3 7.1 半导体二极管（续4） 杂质半导体 7.1 半导体二极管（续5） 7.1 半导体二极管（续6） 7.1 半导体二极管（续7） 载流子的运动 载流子在电场作用下的漂移运动没有电场作用时,半导体内部的自由电子和空穴的运动是杂乱无章的热运动，其运动方向不断改变，因此从平均的意义上来说不会产生电流。当有外电场作用时，自由电子在热运动的同时还要叠加上逆电场方向的运动，空穴则叠加上顺电场方向的运动。 7.1 半导体二极管（续8） 载流子的运动(续) 载流子的扩散运动如果在半导体中两个区域自由电子和空穴的浓度存在差异，那么载流子将从浓度大的一边向浓度小的一边扩散。 7.1 半导体二极管（续9） PN结 PN结的形成在同一片半导体基片上，分别制造P型半导体和N型半导体。将P型半导体和N型半导体结合在一起， 7.1 半导体二极管（续10） 7.1 半导体二极管（续11） PN结的单向导电性当外加电场加入后，如果外电场方向与内电场方向一致 ( 即，外加电压正端接 N 区, 负端接 P 区)， 7.1 半导体二极管（续12） PN结的单向导电性（续）当外加电场方向与内电场方向相反（即，外加电压正端接P区，负端接N 区）， 7.1 半导体二极管（续13） 半导体二极管 半导体二极管的电路符号与基本结构 半导体二极管内部就是一个PN结，将其封装并接出两个引出端，从 P 区引出的端称为阳极（正极），从 N 区引出的端称为阴极（负极）。电路符号如图， 7.1 半导体二极管（续14） 二极管的基本结构 半导体二极管照片 点接触型半导体二极管照片 面接触型半导体二极管照片 7.1 半导体二极管（续15） 半导体二极管的伏安特性 7.1 半导体二极管（续16） 半导体二极管的伏安特性（续） 7.1 半导体二极管（续18） 二极管的电路模型在实际电路分析、设计中常使用逐段线性的二极管特性 7.1 半导体二极管（续19） 7.1 半导体二极管（续20） 理想二极管应用电路实例 限幅电路 7.1 半导体二极管（续20） 理想二极管应用电路实例 限幅电路 7.1 半导体二极管（续22） 或门电路 7.1 半导体二极管（续23） 半导体二极管主要参数 7.1 半导体二极管（续24） 7.1 半导体二极管（续25） 二极管应用分析举例：二极管电路如图，D1、D2为理想二极管，试画出?10V? ui ?10V范围内的电压传输特性曲线。 7.2 整流电路 整流电路的目的是把交流电压转变为直流脉动的电压。常见的整流电路有单相半波、全波、桥式整流等。 单相半波整流电路 7.2 整流电路（续1） 单相半波整流电路(续) 7.2 整流电路（续3） 单相桥式全波整流 7.2 整流电路（续4） 7.3 电源滤波电路 7.3 电源滤波电路（续1） 电容滤波电路 7.3 电源滤波电路（续2