模拟电子技术项目一 限幅电路.pptVIP

项目一限幅电路 知识目标 了解半导体的导电特点 掌握二极管的特性 掌握限幅电路的工作原理 技能目标 掌握multisim仿真软件的使用方法 掌握电路的仿真分析方法 学会使用常用电子仪器 会用万用表判断二极管的极性和好坏 知识链接 链接一 半导体的基本知识 链接二 半导体二极管 链接三 multisim仿真软件 项目实训 任务一 常用电子仪器的使用 任务二 常用电子元器件的识别（一） 任务三 限幅电路的仿真分析 链接一 半导体的基本知识 一、半导体基本知识 半导体器件是用半导体材料制成的电子器件。常用的半导体器件有二极管、三极管、场效应晶体管等。半导体器件是构成各种电子电路最基本的元件。 1. 本征半导体 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。 本征半导体------- 纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。 半导体构成共价键结构，原子最外层的4个价电子分别和周围4个硅原子的价电子形成共用电子对，原子之间通过共价键紧密结合在一起 . 本征半导体中存在数量相等的电子和空穴两种载流子。热激发产生的自由电子和空穴是成对出现的，电子和空穴又可能重新结合而成对消失。在一定温度下自由电子和空穴维持一定的浓度。 结论 掺杂半导体掺入的杂质的浓度越高，多数载流子的数量越多。 少数载流子是热激发而产生的，其数量的多少决定于温度。 无论是P型半导体还是N型半导体都是中性的，对外不显电性。 根据用途分有检波管、开关管、稳压管和整流管、发光管等。 按结构可分为点接触型和面接触型两类。 点接触型二极管PN结面积很小，结电容很小，多用于高频检波及脉冲数字电路中的开关元件。面接触型二极管PN结面积大，结电容也小，多用在低频整流电路中。 发光二极管和光电二极管 PN结加上正向电压时，电子与空穴复合过程以光的形式放出能量。不同材料制成的发光二极管会发出不同颜色的光。 光电二极管的又称为光敏二极管，其工作原理恰好与发光二极管相反 。 图1-12 发光二极管的外形、符号及应用电路 * * +4 +14 2 8 4 +32 2 8 18 4 硅(锗)的原子结构 硅 锗 硅(锗)的原子结构简化模型 Si Ge 在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。 掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。 2.杂质半导体 N型半导体——掺入五价杂质元素（如磷）的半导体。 P型半导体——掺入三价杂质元素（如硼）的半导体。 为了尽量保持半导体的原有晶体结构，掺入的杂质 主要是微量的价电子数较为接近的三价或五价元素。 1) N型半导体 因五价杂质原子中只有四个价电子能与周围四个半导体原子中的价电子形成共价键，而多余的一个价电子因无共价键束缚而很容易形成自由电子。 在N型半导体中自由电子是多数载流子，它主要由杂质原子提供；空穴是少数载流子, 由热激发形成。 提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子，因此五价杂质原子也称为施主杂质。 2) P型半导体 因三价杂质原子在与硅原子形成共价键时，缺少一个价电子而在共价键中留下一个空穴。 在P型半导体中空穴是多数载流子，它主要由掺杂形成；自由电子是少数载流子， 由热激发形成。 空穴很容易俘获电子，使杂质原子成为负离子。三价杂质 因而也称为受主杂质。 图1-3 N型和P型半导体的两种载流子 PN结的形成 在一块本征半导体在两侧通过扩散不同的杂质,分别 形成N型半导体和P型半导体。此时，将在N型半导体 和P型半导体的结合面上形成PN结。 3. PN结及其特性 将在N型和P型半导体的结合面上发生如下物理过程: 因浓度差 空间电荷区形成内电场 ? 内电场促使少子漂移 ? 内电场阻止多子扩散 最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。 对于P型半导体和N型半导体结合面，离子薄层形成的空间电荷区称为PN结。 在空间电荷区，由于缺少多子，所以也称耗尽层。 多子的扩散运动? 由杂质离子形成空间电荷区 ? 2) PN结的单向导电性 当外加电压使PN结中P区的电位高于N区的电位，称为加正向电压，简称正偏；反之称为加反向电压，简称反偏。 (1) PN结加正向电压时 PN结加正向电压时的导电情况 低电阻 大的正向扩散电流 2.2.2 PN结的单向导