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3.1半导体的根本知识;3.1.1半导体材料;;3.1.3本征半导体、空穴及其导电作用;电子-空穴对;3.1.4杂质半导体;1.N型半导体;2.P型半导体;3.杂质对半导体导电性的影响;本征半导体、杂质半导体;3.2PN结的形成及特性;3.2.1载流子的漂移与扩散;在一块本征半导体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如下物理过程:;;;3.2.3PN结的单向导电性;(2)PN结加反向电压时;PN结加正向电压时,呈现低电阻,具有较大的正向扩散电流;
PN结加反向电压时,呈现高电阻,具有很小的反向漂移电流。
由此可以得出结论:PN结具有单向导电性。;(3)PN结V-I特性表达式;3.2.4PN结的反向击穿;3.2.5PN结的电容效应;(2)势垒电容CB;3.3二极管;3.3.1二极管的结构;;硅和锗的原子结构简化模型及晶体结构
硅稳压管的正向压降为0.
在开关电路中,判断二极管是导通的还是截止的方法如下:
解:由电路的KVL方程,可得
硅和锗的原子结构简化模型及晶体结构
2PN结的形成及特性
PN结面积大,用于工频大电流整流电路。
7V,vs=Vmsin?tV,且VmVD,绘出相应的输出电压vO的波形。
12(c)(d)3.
PN结加正向电压时,呈现低电阻,具有较大的正向扩散电流;
由杂质离子形成空间电荷区
当VDD=1V时,分析方法同上
以上三个浓度根本上依次相差约106/cm3。
〔a〕符号〔b〕电路模型〔c〕特性曲线
求VI变化±1V时,相应的输出电压的变动。;空穴很容易俘获电子,使杂质原子成为负离子。
VT——温度的电压当量
当温度升高或受到光的照射时,价电子能量增高,有的价电子可以挣脱原子核的束缚,而参与导电,成为自由电子。
〔2〕静态工作情况分析
小电流硅二极管的正向压降在中等电流水平下,约0.
小电流硅二极管的正向压降在中等电流水平下,约0.
所以,AO的电压值为-6V。
掺入杂质对本征半导体的导电性有很大的影响,一些典型的数据如下:
2PN结的形成及特性
硅和锗的原子结构简化模型及晶体结构
在一块本征半导体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。
内电场阻止多子扩散
半导体的共价键结构
〔a〕符号〔b〕结电容与电压的关系〔纵坐标为对数刻度〕
1简单二极管电路的图解分析方法;(1)最大整流电流IF——;(4)正向压降VF;半导体二极管图片;半导体二极管图片;3.4二极管的根本电路及其分析方法;3.4.1简单二极管电路的图解分析方法;例3.4.1电路如下图,二极管的V-I特性曲线、电源VDD和电阻R,求二极管两端电压vD和流过二极管的电流iD。;;(2)恒压降模型;〔4〕小信号模型;过Q点的切线可以等效成一个微变电阻;2.模型分析法应用举例;;〔2〕静态工作情况分析;〔3〕限幅电路;;例:电路如图,二极管为硅二极管,VD=0.7V,vs=Vmsin?tV,且VmVD,绘出相应的输出电压vO的波形。;;电路如下图,求AO的电压值;;;;(5〕小信号工作情况分析;例:;3.5特殊二极管;3.5.1齐纳二极管;(1)稳定电压VZ;3.稳压电路;例:设硅稳压管DZ1和DZ2的稳定电压分别为5V和10V,试求以下各图中的输出电压VO。硅稳压管的正向压降为0.7V。
解:〔a〕在图中,DZ1和DZ2工作在反向击穿区,因此VO的电压值为:VO=VZ1+VZ2=5+10=15V;
〔b〕在图中,DZ1和DZ2工作在正向导通区,因此VO的电压值为:VO=0.7+0.7=1.4V;
〔c〕在图中,考虑到VZ1<VZ2,DZ1反向击穿后VZ1=5V,此时DZ2处于截止状态,因此VO的电压值为:VO=VZ1=5V;
〔d〕在图中,DZ2工作在正向导通区,DZ1处于截止状态,考虑因此VO的电压值为:VO=0.7V。;3.5.2变容二极管;3.5.3肖特基二极管;3.5.4光电子器件;2.发光二极管;3.激光二极管;4.太阳能电池;第3章作业(P84)
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