电子技术基础--第一章--半导体二极管及其基本电路概要.ppt

电子技术基础 电工电子中心 李月乔 答疑地点：教5楼D321 第一章 半导体二极管及其基本电路 第一节 半导体的基本知识 第一节 半导体的基本知识 一、半导体硅、锗的原子结构与共价键 二、半导体导电的两个方面 三、空穴 四、本征半导体的特性 五、杂质半导体 本节关键词： 半导体；共价键；自由电子；束缚电子；空穴；载流子；多子；少子；热敏特性；光敏特性；掺杂特性；P型半导体；N型半导体；电流的真实方向的定义；对比学习法 自然界物质按导电能力分类： 导体：导电能力最强，电解液，碳，金属，金属元素价电子数少于4个 绝缘体：导电能力最弱，橡胶，石英，价电子数8个 半导体：导电能力介于二者之间，价电子数4个 常用的半导体材料有： 元素半导体：硅（Si)(silicon）、锗（Ge）（germanium） 化合物半导体：砷化镓（GaAs） 二、半导体导电的两个方面 自由电子的运动 束缚电子的运动 三、空穴 直接描述束缚电子的运动不太方便 用我们假想的（自然界不存在的）、带正电的、与束缚电子反方向运动的那么一种粒子来描述束缚电子的运动比较方便，这种粒子起名叫做“空穴” 半导体中的载流子 自由电子 空穴 四、本征半导体的特性 第二节 PN结 一、PN结的形成过程 二、PN结的单向导电性 三、PN结的伏安特性曲线 四、PN结的反向击穿 五、PN结的电容效应（非线性电容） 本节关键词： 扩散运动；漂移运动；复合；PN结；扩散电流；漂移电流；PN结正偏；PN结反偏；PN结单向导电性；线性电阻双向导电性；PN结非线性特性；非线性电阻；非线性电阻的某点的直流电阻；非线性电阻的某点的交流电阻；非线性电容；对比学习法；电流的真实方向的定义；电压的真实方向的定义；电流的参考方向的定义；电压的参考方向的定义；关联 一、PN结的形成过程 扩散运动：载流子由于浓度的差别而产生的运动称为扩散运动。 漂移运动：载流子在电场的作用下的运动称为漂移运动 。 电流的真实方向的定义 电流的参考方向的定义 二、PN结的单向导电性 定义：P区的电位高于N区的电位，称为加正向电压，简称正偏。 定义：P区的电位低于N区的电位，称为加反向电压，简称反偏。 PN结具有单向导电性线性电阻具有双向导电性 三、PN结的伏安特性曲线 PN结电压电流参考方向的规定 四、PN结的反向击穿 五、PN结的电容效应（非线性电容） （一）势垒电容CB （二）扩散电容CD 第三节 半导体二极管 一、半导体二极管的结构 二、二极管的伏安特性 三、温度对二极管的伏安特性的影响 四、二极管的电阻 五、二极管的主要参数 六、二极管的型号 一、半导体二极管的结构 将PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。 死区电压Uth 硅二极管的死区电压一般为0.5V，锗二极管的死区电压一般为0.1V。 硅二极管正向导通电压约为0.7V，锗二极管正向导通电压约为0.2V。 反向击穿电压UBR 。 三、温度对二极管的伏安特性的影响 当温度升高时，二极管的伏安特性曲线左移。当温度降低时，二极管的伏安特性曲线右移。 四、二极管的电阻 （一）二极管的直流电阻rD的定义 （二）二极管的交流电阻rd的定义 五、二极管的主要参数 (一) 最大整流电流IF 二极管长期连续工作时，允许通过的最大正向平均电流。 (二) 反向击穿电压UBR 二极管反向电流急剧增加时对应的反向电压值称为反向击穿电压UBR。 (三)最大反向工作电压URM 指管子允许施加的反向电压最大值。UBR=2URM (四)反向电流IR 在室温下，在规定的反向电压下的反向电流值。硅二极管的反向电流一般在纳安(nA)级；锗二极管在微安(?A)级。 第三节 半导体二极管的模型及应用 一、二极管的模型 二、二极管模型的应用 一、二极管的模型 （一）直流模型 （1） 直流理想模型 （2） 直流恒压降模型 （3）直流折线模型 （4） 直流指数模型 （二）交流小信号模型 （一）直流模型 （1）直流理想模型 （2）直流恒压降模型 （3）直流折线模型 （4）直流指数模型 （1）直流理想模型 （2） 直流恒压降模型 （3）直流折线模型 （4） 直流指数模型 （二）交流小信号模型（小信号模型） 二、二极管模型的应用 （一）用二极管直流模型来分析电路 （二）用二极管交流模型来分析电路 （一）用二极管直流模型来分析电路 例1 求电路的ID和UD ，已知R=10K 在两种情况下计算: （1） UDD =10V （2） UDD =1V 对线性电阻使用欧姆定律列写方程的步骤是： ①确定要列写欧姆定律方程的线性电阻，假定为R； ②