第8章直流稳压电源_01.ppt

8.1 半导体的基础知识 8.2 半导体二极管 8.3 直流稳压电源的组成 8.5 滤 波 电 路 8.6 稳压电路 * 第7章 电气控制系统 * 第7章 电气控制系统 导体、半导体、绝缘体。 物质按导电能力划分： 半导体的导电性能： 价电子参与导电、 掺杂增强导电能力、 热敏特性、光敏特性。 一、本征半导体 1. 什么是本征半导体　　 是一种完全纯净的、结构完整的半导体晶体。 2. 本征半导体的导电特性 在绝对零度时，不导电。 温度（或光照）? → 价电子获得能量： 本征激发产生自由电子和空穴对。 自由电子和空穴均参与导电， 统称为载流子。 温度? →载流子的浓度? →导电能力? 。 本征半导体载流子浓度较低，导电能力较弱。 二、杂质半导体 在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会 使半导体的导电性能发生显著变化。 (1) 掺入五价的杂质元素(如磷、锑、砷） 自由电子的浓度 ?? 空穴的浓度。 自由电子为多数载流子，空穴为少数载流子。 称这种杂质半导体为 N 型半导体。 (2) 掺入三价的杂质元素(如硼、镓） 自由电子的浓度 ?? 空穴的浓度。 空穴为多数载流子。自由电子为少数载流子。 称这种杂质半导体为 P 型半导体。 杂质半导体的示意表示法 P 型半导体 N 型半导体 空间电荷 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － 空穴 自由电子 自由电子 空穴 多数载流子:空穴 多数载流子:自由电子 三、PN 结 1. PN 结的形成 扩散运动 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － 扩散运动： 多数载流子由于浓度的差别而形成的运动。 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － 内电场 PN 结 多数载流子的扩散运动继续进行，使 PN 结加 宽，内电场增强。 内电场越强，多数载流子的运动越难以进行。 内电场越强，少数载流子的运动越易于进行。 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ 漂移运动： 少数载流子在内电场作用下的运动。 漂移运动使 PN 结变薄，内电场削弱。 内电场削弱，又有利于多数载流子的扩散运动， 而不利于少数载流子的漂移运动。 漂移运动 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － － － － － 多数载流子的扩散运动与少数载流子的漂移运 动达到动态平衡 —— 平衡的 PN 结。 内电场 2. PN 结的特性 (1) 正向偏置 (2) 反向偏置 R Ｐ N 外电场 Ｐ N R 外电场 正向导通 I 反向截止 I≈0 主要特性： 单向导电性。 一、普通二极管 Ｐ N 阳极 阴极 (1) 按结构分类 点接触型、面接触型。 (2) 按材料分类 硅管、锗管。 (3) 按用途不同分类 普通管、整流管、开关管等。 1. 基本结构 U/V I/mA O 二、伏安特性 反向 特性 正向 特性 死区 死区电压 Uth ： 硅管 0.5 V 锗管 0.1 V 导通压降 UD ： 硅管 0.6 ~ 0.7V 锗管 0.2 ~ 0.3V UD UBR IR (1) 实际特性