模拟电子第一章1～2学时课件.ppt

1、了解半导体的基本知识了解半导体的基本知识掌握掌握PN结的单向导电性结的单向导电性理解二极管、晶体管的工作原理、特性及理解二极管、晶体管的工作原理、特性及主要参数主要参数掌握常用二极管、晶体管的检测方法。掌握常用二极管、晶体管的检测方法。学学 习习 目目 标标 半导体器件是构成各种电子电路和设备半导体器件是构成各种电子电路和设备最基本的单元，要学习电子技术，了解电子最基本的单元，要学习电子技术，了解电子电路和设备的原理，应该先从了解半导体元电路和设备的原理，应该先从了解半导体元器件开始。器件开始。一、一、半导体的基本知识半导体的基本知识 二、二、PN结及其单向导电性结及其单向导电性三、半导体二极

2、管三、半导体二极管第一节第一节 半导体二极管半导体二极管（12节）节）半导体材料制成的半导体器件，是半导体材料制成的半导体器件，是20世纪中叶发展世纪中叶发展起来的新型电子器件。由于它具有体积小、重量轻、工起来的新型电子器件。由于它具有体积小、重量轻、工作可靠、使用寿命长、耗电少等优点，因而在电子技术作可靠、使用寿命长、耗电少等优点，因而在电子技术中得到广泛应用。中得到广泛应用。一、半导体的基本知识一、半导体的基本知识1.什么是半导体什么是半导体 物质按导电能力强弱不同可分为导体、绝缘体和半物质按导电能力强弱不同可分为导体、绝缘体和半导体三大类。导体三大类。导电能力介于导体和绝缘体之间的一类物

3、质导电能力介于导体和绝缘体之间的一类物质目前制造半导体器件用得最多的是目前制造半导体器件用得最多的是硅硅和和锗锗两种材料两种材料 2.2.半导体的导电特性半导体的导电特性（1）热敏特性）热敏特性（2）光敏特性）光敏特性（3）掺杂特性）掺杂特性（1 1）热敏特性）热敏特性 当温度变化时，半导体的导电性能会随着温度的升当温度变化时，半导体的导电性能会随着温度的升高而增强，半导体的这种特性称为热敏特性。高而增强，半导体的这种特性称为热敏特性。热敏电阻器就是利用半导体的热敏特性制成的。（2 2）光敏特性）光敏特性 当半导体受到光照射后，导电能力会随光照的增强当半导体受到光照射后，导电能力会随光照的增强

4、而增强，半导体的这种特性称为光敏特性。而增强，半导体的这种特性称为光敏特性。光敏电阻、光电二极管、光电探测器等都是利用半导体的光敏特性制成的。（3 3）掺杂特性）掺杂特性 当往纯净的半导体中掺入微量的某种杂质元素，半当往纯净的半导体中掺入微量的某种杂质元素，半导体的导电能力会增强很多，半导体的这种特性称为掺导体的导电能力会增强很多，半导体的这种特性称为掺杂特性。杂特性。二极管、晶体管是利用掺入杂质的半导体制成的。3.3.杂质半导体杂质半导体 纯净的半导体称为本征半导体，它的导电能力是很弱的，但利用半导体的掺杂特性可制成N型和P型两种杂质半导体。杂质半导体杂质半导体N型半导体型半导体P型半导体型

5、半导体（1）N型半导体型半导体又称电子型半导体又称电子型半导体 往本征半导体中掺入微量的5价元素，如磷（原子最外层有5个电子的物质）后，半导体会产生大量的带负电荷的的电子（因为半导体原子核最外层只有4个电子，掺入5价元素后半导体中的电子数增多）。所以，导电能力比本征半导体要增强很多。往本征半导体中掺入微量的3价元素，例如硼后，半导体中电子偏少，有大量的空穴（可以看作正电荷）产生。所以，导电能力比本征半导体要增强很多。（2）P型半导体型半导体又称为空穴型半导体又称为空穴型半导体二、二、PN结及其单向导电性结及其单向导电性图图1-1 PN结示意图结示意图1.PN结结PN结结2.PN结的单向导电性结

6、的单向导电性a)b)图图1-2 PN结单向导电性实验电路结单向导电性实验电路a)PN结加正向电压结加正向电压 b)PN结加反向电压结加反向电压PN结电阻很小PN结电阻很大（1）PN结加正向电压结加正向电压“正向偏置正向偏置”，简称，简称“正正偏偏”P区接电源正极，区接电源正极，N区接电源负极区接电源负极PN结电阻很小，正向导通结电阻很小，正向导通（2）PN结加反向电压结加反向电压“反向偏置反向偏置”，简称，简称“反反偏偏”P区接电源负极，区接电源负极，N区接电源正极区接电源正极PN结电阻很大，反向截止结电阻很大，反向截止小结小结 PN结加正向电压导通，加反向电压截止结加正向电压导通，加反向电压

7、截止PN结的单向导电性结的单向导电性三、半导体二极管三、半导体二极管1.二极管的结构、图形符号和型号二极管的结构、图形符号和型号（1）结构和图形符号）结构和图形符号管壳PN结 a)b)图图1-3 二极管的结构和图形符号二极管的结构和图形符号a)结构结构 b)图形符号图形符号图图1-4 几种常见二极管的外形几种常见二极管的外形（2）分类分类按材料分按材料分硅二极管锗二极管按用途分按用途分普通二极管整流二极管稳压二极管开关二极管发光二极管光敏二极管变容二极管（3）型号型号表表1-1 二极管的型号各组成部分的含义二极管的型号各组成部分的含义第一部分（数字）第一部分（数字）第二部分第二部分(拼音拼音)

8、第三部分第三部分(拼音拼音)第四部分第四部分(数字数字)第五部分第五部分(拼音拼音)电极数材料和极性类型序号规格号（表示反向峰值电压的档次）符号意义符号意义符号意义2二极管AN型锗材料P普通管BP型锗材料W稳压管CN型硅材料Z整流管DP型硅材料U光电管K开关管C参量管L整流堆S隧道管例如2AP7表示N型锗普通二极管，2DZ56C表示P型硅整流二极管，规格号为C。2.二极管的工作特性二极管的工作特性 加在二极管两端的电压与通过二极管电流之间的关系称为二极管的伏安特性 图图1-5 二极管的伏安特性二极管的伏安特性（1）正向特性）正向特性指二极管加正向电压（二极管正极接高电位，负极接低电位）时的特性

9、。当正向电压小于某一数值（该电压称为“死区电压死区电压”或“门坎电门坎电压压”，硅管硅管为为0.5V，锗管锗管为为0.2V）时，通过二极管的电流很小几乎为零。当正向电压超过死区电压时，电流随电压的升高而明显的增加，此时二极管进入导通状态。二极管导通后二极管两端的电压几乎不随电流的大小而变化，此时二极管两端电压称为导通管压降导通管压降，用UT表示，硅管硅管为为0.7V，锗管锗管为为0.3V。二极管加正向电压时并不一定能导通，必须是正向电压达到和超过死区电压时，二极管才能导通。注意：注意：（2）反向特性）反向特性二极管加反向电压（二极管正极接低电位，负极接高电位）时的特性。当反向电压小于某值（此电

10、压称为反向击穿电压反向击穿电压UBR）时反向电流很小，并且几乎不随反向电压而变化，该反向电流叫“反向饱和电流反向饱和电流”，简称“反向电流反向电流”，用IR表示。通常硅管硅管的反向电流在几十微安以下几十微安以下，锗锗管管的反向电流可达几百微安几百微安。在应用时反向电流越小，二极管的质量越好。当反向电压增加到反向击穿电压UBR时，反向电流急剧增大，这种现象称为“反向击穿反向击穿”。反向击穿破坏了二极管的单向导电性，如果没有限流措施，二极管可能因电流过大而损坏。注意：注意：二极管加反向电压时不能导通，但反向电压达到反向击穿电压（很高的反向电压）时，二极管会反向击穿。在使用二极管时，电路中应该串联适当的限流电阻，以免因电流过大而损坏二极管。3.二极管的主要参数二极管的主要参数 允许加在二极管两端反向电压的最大值（一般情况下URM=1/2UBR），正常工作时二极管两端所加电压最大应小于此值，否则，二极管将会反向击穿损坏。（1）最大整流电流）最大整流电流IFM（2）最高反向工作电压）最高反向工作电压URM 允许通过二极管平均电流的最大值。正常工作时通过二极管的电流应该小于此值，否则，二极管可能会因过热而损坏。1.在题图1-1所示电路中，设二极管是理想二极管，判断各二极管是导通还是截止？并求UAO=？a)b)c)题图题图-1