第一章 晶体二极管及应用电路13.pptVIP

第一章 晶体二极管及应用电路;本征半导体 ：纯净的且具有完整晶体结构的半导体。天然的硅和锗经提纯（99. 999%以上）即为本征半导体。 本征激发：价电子因热运动获得能量，争脱共价键的束缚，成为自由电子，同时在共价键上留下空位，这一现象成为本征激发。图1-3 温度越高，本征激发越强，产生的自由电子和空穴越多。 ;;;两种载流子 ★ 载流子：能够导电的电荷。 半导体中的两种载流子：自由电子，空穴 ★两种载流子导电的差异：图1-4 ●自由电子在晶格中自由运动 ●空穴运动即价电子的填补空穴的运动，始终在原子的共价键间运动。 ;;载流子的复合和平衡 载流子的复合：自由电子与空穴在热运动中相遇，使 一对自由电子空穴对消失。 动态平衡：当温度T一定时，单位时间内产生的自由电子空穴对数目与单位时间内因复合而消失掉的自由电子空穴对数目相等，称为载流子的动态平衡。 本征浓度ni：平衡状态下本征半导体单位体积内的自由电子数（空穴数）。 ;（二）杂质半导体;; 二 P型半导体： 在本征Si和Ge中掺入微量Ⅲ族元素后形成的杂质半导体称为N型半导体。所掺入Ⅲ族元素称为受主杂质，简称受主（能供给自由电子）。图1-6 P型半导体中，空穴为多子，自由电子为少子。 ;;三 杂质半导体的载流子浓度： 少量掺杂，平衡状态下：ni2 =n0·p0 其中，ni 为本征浓度，n0 为自由电子浓度，p0 为空穴浓度 图1-7 杂质半导体的电荷模型，图中少子未画出来。温 度T增加，本征激发加剧， 但本征激发产生的多子远小杂 质电离产生的多子。 ★半导体工作机理：杂质是电特性。 ★Si半导体比Ge半导体有更高的温度。因为同温度时， Si 半导体比Ge半导体本征激发弱，更高的温度时Si半导体 才会失去杂质导电特性。;;（三）漂移电流和扩散电流;§1-2 PN结工作原理;;二 PN结的特点： 1 空间电荷区是非线性中性区，内建电场和内建电位差 φ0 （内建电压）。 2 PN结又称耗尽层。 3 PN结又称阻挡层：内建电场E阻止两区多子越结扩散。 PN结又称势垒区： 4 不对称PN结。 ;;三 PN结的单向???电特性： 无外接电压的PN结→开路PN结，平衡状态PN结 PN结外加电压时 →外电路产生电流 1 正向偏置（简称正偏） PN结：图1-10 PN结外加直流电压V：P区接高电位（正电位），N区接低电位（负电位） →正偏→正向电流;;2 反向偏置（简称反偏）PN结：图1-11 反偏：P区接低电位（负电位），N区接高电位（正电位）。 ＊ 硅PN结的Is 为pA级 ＊ 温度T增大→ Is ;;3 PN结的伏安特性 ① 伏安特性方程： ② PN结的伏安特性曲线：图1-12;;;§1-3 晶体二极管;;;;二极管的RD和rd 1 直流电阻RD： 二极管的伏安特性为曲线→二极管为非线性电阻器件。 结论：① Q点处的电流越大，二极管的直流电阻RD越小； ② 二极管的正反向直流电阻相差很大。 2 交流电阻rd 二极管工作点Q处的微变电压增量dvD 和微变电流增量diD 之比，称为该点处的交流电阻rd 。图1-18。 ;;;;;3 二极管的参数： 最大平均整流电流： 最大反向工作电压VR 反向电流IR ： 最高工作频率fm ： 二极管的模型： 器件模型：由理想元件构成的能近似反映电子器件特性的等效电路。 1 二极管的伏安特性的分段线性近似模型 ⑴ 理想开关模型 ： 二极管 → 理想开关 正偏时正向电压 = 0，反偏时反向电流 = 0 图1-19;;⑵ 恒压源模型： 图1-20 原因：二极管导通时电流较大，rd很小 ，近似认为二极管的端电压不随电流变化 → 恒压特性。 ⑶ 折线近似模型： 图1-21 例1-1 ：P13～14 解法1：图解法或负载线法。 解法2：估算法。;二极管的交流小信号模型 → 工作点Q处的交流电阻rd 图1-24。 交流通路：图1-25（b）和图1-26 （d）。 直流通路：图1-26 （b）;;;;;;例1-3：电路图1-26（a），V(t)=2sin2π×104t(mV) C=200μF ，估