北邮社《电工与电子技术》教学课件-NO6.pptVIP

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2019-04-14 发布于浙江
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北邮社《电工与电子技术》教学课件-NO6.ppt

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电工与电子技术单元六半导体器件学习目标了解本征半导体、P型半导体和N型半导体的特征。了解PN结的形成过程，掌握PN结的单向导电性。熟悉二极管的伏安特性及其分类和用途。深刻理解三极管的电流放大原理和实质，掌握其输入和输出特性。初步掌握电子技术人员必须具备的分析电子电路的基本知识和技能。课程导入电子技术中常用的元器件一般都是由半导体材料制成的，因而称为半导体器件。半导体器件是在20世纪50年代发展起来的，具有体积小、质量轻、使用寿命长、输入功率小及功率转换效率高等优点。二极管和三极管是构成集成电路的基础单元，被广泛应用于各种电子电路中。单元六半导体器件半导体一、（一）半导体的基本知识 1.半导体的特性单元六半导体器件 1 2 3 1）热敏特性 2）光敏特性 3）掺杂特性 2.本征半导体和掺杂半导体单元六半导体器件 1）本征半导体在半导体物质中，用得最多的是硅和锗。它们都是4价元素，即最外层有4个价电子。天然的硅材料和锗材料提纯后形成单晶体，其晶格结构完全对称，称为本征半导体。 2）半导体的导电机理半导体中同时有两种载流子参与导电，一种是本征激发下的自由载流子，另一种是复合运动形成的空穴载流子，两种载流子电量相等、电性相反、移动方向相反。 3）掺杂半导体本征半导体中虽然有自由电子和空穴两种载流子，但由于数量不多，因此导电能力仍然不强。如果在本征半导体中掺入微量某种元素，半导体的导电能力将大大增强。（二）PN结 1.PN结的形成单元六半导体器件 PN结的形成 2.PN结的单向导电性单元六半导体器件 PN结的单向导电性半导体二极管二、（一）二极管的结构和分类单元六半导体器件二极管的结构和符号（二）伏安特性和主要参数 1.伏安特性单元六半导体器件二极管的主要特点是单向导电性，其特点可用伏安特性曲线说明。伏安特性是指二极管流过的电流与二极管两端电压之间的关系曲线。单元六半导体器件二极管的伏安特性曲线 2.主要参数单元六半导体器件（1）最大整流电流IF （2）最高反向工作电压URM （3）最大反向电流IRM 3.二极管的应用单元六半导体器件 4）检波电路 3）钳位电路 2）限幅电路 1）整流电路单元六半导体器件半波整流电路单元六半导体器件单向限幅电路单元六半导体器件钳位电路（与门） 4.特殊二极管单元六半导体器件 4）稳压二极管 3）光电耦合器 2）光敏二极管 1）发光二极管单元六半导体器件检波电路单元六半导体器件特殊二极管的符号及工作电流方向半导体三极管三、（一）三极管的结构和分类单元六半导体器件三极管的结构示意图和符号单元六半导体器件常见三极管外形（二）电流分配和放大作用单元六半导体器件三极管要实现放大作用，其条件是发射结正偏，集电结反偏。例如，对于NPN型三极管，当UBE＞0时，发射结正偏，当UCB＜0时，集电结反偏；对于PNP型三极管，当UBE＜0时，发射结正偏，当UCB＞0时，集电结反偏。这样，在三极管内部，就会因为载流子的运动而形成发射极电流IE、基极电流IB和集电极电流IC。单元六半导体器件 1.发射区发射电子形成IE 2.基区复合电子形成IB 3.集电区收集电子形成IC （三）三极管的伏安特性和主要参数单元六半导体器件三极管的伏安特性是指各电极间电压与电流的关系，它是三极管内部载流子运动规律的外部表现，反映出三极管的性能，是分析三极管放大电路的重要依据。伏安特性可用三极管图示仪直观显示出来，也可以通过实验的方法测得。 1.三极管的伏安特性单元六半导体器件三极管伏安特性测试电路单元六半导体器件伏安特性曲线单元六半导体器件 2.三极管的主要参数（1）电流放大系数