[工学]电路 第二章补充.ppt

第二章总结 本征半导体 掌握的知识 自由电子和空穴的产生机理 空穴的相对运动 自由电子和空穴的导电原理 载流子浓度表达式及影响因素 载流子的产生与复合 掌握的能力 用原子平面示意图来理解 用能带图来理解导电机理 利用定性和定量分析来考察问题 自由电子和空穴的产生机理 空穴的相对运动 自由电子和空穴的导电原理 载流子浓度表达式及影响因素 载流子的产生与复合 ni（电子浓度）, pi（空穴浓度） ：是动态平衡值。 g(载流子的产生率):每秒成对产生的电子空穴的浓度。 R(载流子的复合率)：每秒复合的载流子的浓度。 当g=R时(平衡时)：即 g=R=r ni pi 其中r是和材料有关的系数 杂质半导体 掌握的知识 N型、P型半导体 杂质半导体的特点 掺杂浓度与载流子浓度的关系 掌握的能力 定性与定量分析 杂质半导体的特点 掺杂浓度与载流子浓度的关系 掺杂浓度与载流子浓度的关系 在杂质半导体中，尽管杂质含量很少，但提供的载流子以数量计算仍远大于本征半导体中载流子的数量。 例如：T=300k时，锗本征半导ni=2.5×1013/cm3,锗原子密度为4.4×1022/cm3,若掺入砷原子是锗原子密度的万分之一。 则施主杂质浓度为： ND=10-4×4.4×1022=4.4×1018/cm3 （比ni大十万倍） PN结 掌握的知识 PN结的形成过程 PN结的特性 掌握的能力 定性与定量分析 PN结的特性 单向导电性 非线性电阻特性 反向击穿效应 电容效应( 势垒电容和扩散电容) 二极管及应用 掌握的知识 二极管的典型应用: 整流, 限幅, 钳位, 稳压 掌握的能力 判定二极管是否工作的方法 二极管是否工作的判定方法1 理论依据:PN结的单向导电性 步骤: 第一,将二极管从电路中断开. 第二,选择参考点. 第三,求出二极管两端的电压(V+,V-). 第四,依据单向导电性进行判断. 当V+- V- 0.7v(硅管），二极管导通 当V+- V- 0.7v(硅管），二极管截止 二极管是否工作的判定方法2 假设法 第一，假设二极管导通（或者截止），然后列出电路的基尔霍夫定律表达式。 第二，找自相矛盾之处。例如，电阻的电流和电压方向相反。二极管凡向偏置时导通等。 第三，若有自相矛盾之处，则第一步的假设不成立；若无自相矛盾之处，则假设成立。 整流电路 研究思路： 分析电路结构 分析工作原理 进行定量分析 电路结构 半波整流 全波整流 桥式整流 理论基础：二极管的单向导电性 方法：二极管是否工作的判定方法 四个节点： 一个共阳极节点； 一个共阴极节点； 两个阴极和阳极连接节点 工作原理 将正负变化的输入信号转换成单方向的信号 半波整流分析 全波整流分析 限幅电路 假设：二极管为理想二极管 理论基础：二极管的单向导电性 方法：二极管是否工作判定方法，画图法 限幅电路分析步骤 第一，确定转折点。即确定控制门限值。 第二，确定电路是上限幅、下限幅或者是双限幅电路。 第三，依据上面两点画出限幅电路的特性曲线。 第四，利用限幅电路的特性曲线画出输出波形 稳压电路 稳压二极管的特性 1.正向特性与普通二极管相同 2.反向击穿特性，用来稳压。稳压二极管工作在此区间。 直流输出电压为：（平均值） =Em2/?=0.318Em2 ≈ 0.45E2 E2为e2的有效值 输入交流电压： e2=Em2sin?t 经整流； 输入交流电压： e2=Em2sin?t 经整流后， 为半波的两倍。 Udc=Udc(半)=0.9E2 E2为e2的有效值 * * 晶圆 提纯 切割 本征半导体 杂质半导体 PN结 二极管及应用 本征激发，产生自由电子和空穴 在本征半导体内，是呈电中性的。 在本征半导体内，自由电子和空穴是相等的。 半导体内两种载流子: 电子和空穴 价电子的移动，产生了空穴的相对移动 半导体内的电子以两种形式存在：价电子与自由电子 价带 导带 在考察半导体导电时，我们就说是空穴在运动 (实际是相对运动)，从而产生空穴电流。 空穴在价带内运动，自由电子在导带内运动 外加电场 空穴电流，电子电流 价带 导带 在本征半导体内 当材料一定时,即A0，EGo一定 ： 载流子的浓度主要取决于温度； 温度增加使导电能力激增。 在杂质半导体内，是呈电中性的。 在杂质半导体内，自由电子和空穴不相等的。 半导体内两种载流子: 电子和空穴 在N型半导体内，自由电子浓度(ni)