模电ppt第三章.ppt

第3章 本章主要内容 介绍半导体的基本知识； 半导体器件的核心环节——PN结的形成及其特性； 简介半导体二极管的结构及主要参数； 半导体二极管的几种常用等效电路及其应用； 简介几种特殊二极管（除“稳压管”外均作为一般了解内容） 目 录 半导体： 一. 半导体的共价键结构 半导体的共价键结构图 二. 本征半导体 定义：纯净的、不含其他杂质的半导体。 温度升高后，本征半导体结构图【见教材P56图3.1.3】 温度升高后，本征半导体结构图【见教材P56图3.1.3】 温度升高后，本征半导体结构图【见教材P56图3.1.3】 温度升高后，本征半导体结构图【见教材P56图3.1.3】 三. 杂质半导体 杂质半导体的示意表示方法 杂质半导体的示意表示方法 【半导体知识】小结 一. PN结的形成 耗尽层 耗尽层 由上可知，PN结中进行着两种载流子的运动： 空间电荷的变化趋势：【注意：此时为无外加电压状态】 二. PN结的单向导电性 外加正向电压 PN结加正向电压时导通【可参考教材P64图3.2.3】 PN结加正向电压时导通【可参考教材P64图3.2.3】 PN结加正向电压时导通【可参考教材P64图3.2.3】 PN结加正向电压时导通【可参考教材P64图3.2.3】 PN结加正向电压时导通【可参考教材P64图3.2.3】 外加反向电压 PN结加反向电压时截止【可参考教材P64图3.2.3】 PN结加反向电压时截止【可参考教材P64图3.2.3】 PN结加反向电压时截止【可参考教材P64图3.2.3】 PN结加反向电压时截止【可参考教材P64图3.2.3】 归纳： PN结加正向电压时，具有较大的正向扩散电流，呈现低电阻， PN结导通； PN结加反向电压时，具有很小的反向漂移电流，呈现高电阻， PN结截止。 PN结V-I特性的表达式（以硅二极管PN结为例） PN结V-I特性的表达式（以硅二极管PN结为例） PN结V-I特性的表达式（以硅二极管PN结为例） 3.3 半导体二极管 二极管的几种常见结构 几种常见二极管实物图 二.二极管的V-I特性 二.二极管的V-I特性 三.二极管的参数 IF：最大整流电流 三.二极管的参数 3.4 二极管基本电路及其分析方法 恒压降模型 折线模型 折线模型 小信号模型（也称二极管的微变等效电路） 小信号模型（也称二极管的微变等效电路） 模型分析法应用举例 （2）二极管电路的静态工作情况分析 （a）简单二极管电路 例题表明： 在电源电压远大于二极管管压降的情况下，利用恒压降模型就能得到比较合理的结果； 当电源电压较低时，需要采用折线模型才能得到更合理的结果。 （3）限幅电路 （2）当vi=6sinωtV时，求vO的波形 绘制输出电压vO的波形： 方法：按照输入电压的波形通过传输特性用描点法可以画出。 （4）开关电路 （5）低电压稳压电路 3.5 特殊二极管 稳压电路 使用稳压管组成稳压电路时，需注意几点： （1）应使外加电源的正极接管子的N区，电源的负极接P区，以保证稳压管工作在反向击穿区【！！！】。 （2）稳压管应与负载电阻RL并联，由于稳压管两端电压的变化量很小，因而使输出电压比较稳定。 （3）必须限制流过稳压管的电流IZ，不要超过规定值，以免因过热而烧坏管子。 稳压管的一种实物图 二.光电管和发光管 几种普通发光二极管实物图 本章小结（1） 电子电路中常用的半导体器件有二极管、稳压管、双极型三极管和场效应管等。制造这些器件的主要材料是半导体，例如硅和锗等。 半导体中存在两种载流子：电子和空穴。纯净的半导体称为本征半导体，它的导电能力很差。掺有少量其他元素的半导体称为杂质半导体。杂质半导体分为两种：N型半导体——多数载流子是电子；P型半导体——多数载流子是空穴。 本章小结（2） 当把P型半导体和N型半导体结合在一起时，在二者的交界处形成一个PN结，这是制造各种半导体器件的基础，所以PN结这个概念在电子技术中是相当重要的，必须很好的理解。 本章小结（3） 常用V-I特性来描述PN结二极管的性能，V-I特性的理论表达式为 本章小结（4） 本章需掌握的主要内容 熟悉下列定义、概念及原理：自由电子和空穴，扩散与漂移，复合，空间电荷区、PN结、耗尽层，二极管的单向导电性，稳压管的稳压作用。 掌握二极管的外特性、主要参数的物理意义。 能够正确选择二极管等器件的模型进行等效分析，是学习后应该掌握的基本技能。 【可参见教材P77图3.4.6】 △vD △vD vD VD 微变电阻 △iD 求rd？ 由 对vD求微分，有： (在Q点上) (当T=300K时) (记住！) 小信号模型（也称二极管的微变等效电路） 模型分析法应用举例 （1）整流电路 设简单二极管基本电路如图a所示，R=10kΩ，图b是它的习