3、二极管及其电路课件.pptVIP

2、共价键性质： 3、电子与空穴 N型半导体的结构示意图如图所示： P型半导体的结构示意图如图所示： 作业 3.4.3 3.4.5 3.4.6 3.4.9 自己看，pp.80 1开关电路在数字电路中应用广泛。 在分析这种电路时，应当掌握一条基本原则，即判断电路中的二极管处于导通状态还是截止状态，可以先将二极管断开，然后观察(或经过计算)阳、阴两极间是正向电压还是反向电压，若是前者则二极管导通，否则二极管截止。现举例说明。 1 直流通路和交流通路的概念，以及将问题分解为静态和动态两种情况来求解的方法非常重要，在放大电路的分析中都要用到。 图3. 5. 2为并联式稳压电路，VI为待稳定的直流电源电压。Dz为稳压管，R为限流电，它的作用是使电路有一个合适的工作状态，并限定电路的工作电流 ( Izmin）IZ Iz max)。负载RL与稳压管两端并联。 变容二极管：结电容随反向电压的增加而减小，这种效应显著的二极管。 在高频技术中，例如，彩色电视机采用的电子调谐器，就是通过控制直流电压来改变二极管的结电容量，从而改变谐振频率，实现频道选择的。 肖特基二极管：利用金属(如金属铝、金、钥、镍和钛等)与N型半导体接触在交界面形成势垒的二极管。也称为金属-半导体结二极管，或表面势垒二极管。 肖特基二极管的特点： (1)电容效应非常小，工作速度非常快，特别适合于高频或开关状态应用。 (2)由于金属是良好导体，势垒区全部落在半导体一侧，故其正向导通门坎电压和正向压降都比PN结二极管低(约低0.2 V)，如图b所示。 这种器件的PN结在反向偏置状态下运行，它的反向电流随光照强度的增加而上升。它的反向电流与照度成正比. 这种管子通过电流时将发出光来，这是由于电子与空穴直接复合而放出能量的结果。发射光的光谱范围比较窄的，其波长由所使用的基本材料而定。 发光二极管的另一用途是将电信号变为光信号，通过光缆传输，然后再用光电二极管接收，再现电信号（b）。 如图a，激光二极管的物理结构是在发光二极管的结间安置一层具有光活性的半导体，其端面经过抛光后具有部分反射功能，因而形成一光谐振腔。在正向偏置的情况下，LED结发射出光来并与光谐振腔相互作用，从而进一步激励从结上发射出单波长的光。同时，光在光谐振腔中产生振荡并被放大，形成激光。 我们将学习半导体的基础知识和半导体器件的基础单元PN结。重点讨论二极管的物理结构、工作原理、特性曲线和主要参数，以及二极管基本电路及其分析方法与应用; 简要介绍齐纳二极管、变容二极管和光电子器件的特性与应用。 1电子器常用的半导体材料有：硅(Si )、锗(Ge)、砷化稼(. GaAs )等。其中硅是目前最常用的一种半导体材料。半导体除了在导电能力方面与导体和绝缘体不同外，它还具有不同于其他物质的特点，例如，当半导体受到外界光和热的激励时，其导电能力将发生显著变化。又如在纯净的半导体中加人微量的杂质，其导电能力也会有显著的增加。为了理解这些特点，必须了解半导体的结构。 1 半导体特点： 1) 在外界能源的作用下，导电性能显著变化。光敏元件、热敏元件属于此类。 2) 在纯净半导体内掺入杂质，导电性能显著增加。二极管、三极管属于此类。 解:(1)根据叠加原理，可以将两个电压源VDD和VS的作用分开考虑，得到相应的电路模型如图b和c。图b中只有直流分量，称为直流通路，图C中只有交流分量，称为交流通路 电子器常用的半导体材料有：硅(Si )、锗(Ge)、砷化稼(. GaAs )等。其中硅是目前最常用的一种半导体材料。半导体除了在导电能力方面与导体和绝缘体不同外，它还具有不同于其他物质的特点，例如，当半导体受到外界光和热的激励时，其导电能力将发生显著变化。又如在纯净的半导体中加人微量的杂质，其导电能力也会有显著的增加。为了理解这些特点，必须了解半导体的结构。 1、本征半导体的共价键结构：本征晶体（化学成分纯净）中各原子之间靠得很近，使原分属于各原子的四个价电子同时受到相邻原子的吸引，分别与周围的四个原子的价电子形成共价键。共价键中的价电子为这些原子所共有，并为它们所束缚，在空间形成排列有序的晶体。如图3.1.2所示： 2、 共价键性质 共价键上的两个电子是由相邻原子各用一个电子组成的，这两个电子被成为束缚电子。 束缚电子同时受两个原子的约束，如果没有足够的能量，不易脱离轨道。 因此，在绝对温度T=0K（-273 ?C）时，由于共价键中的电子被束缚着，本征半导体中没有自由电子，不导电。只有在激发下，本征半导体才能导电。 本征激发：半导体共价键中的价电子并不像绝缘体中束缚得那样紧。例如在室温(300 K)下，被束