電工電子技術(shù)-朱佳1

1、電工電子技術(shù)電工電子技術(shù) 機(jī)電一體化技術(shù)機(jī)電一體化技術(shù) 授課教師：朱佳授課教師：朱佳教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)： 了解半導(dǎo)體的基本性質(zhì)了解半導(dǎo)體的基本性質(zhì) 了解本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體的特性了解本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體的特性 掌握掌握PN結(jié)的單向?qū)щ娦阅芗皯?yīng)用結(jié)的單向?qū)щ娦阅芗皯?yīng)用教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)半導(dǎo)體的特半導(dǎo)體的特性性PN結(jié)的結(jié)構(gòu)結(jié)的結(jié)構(gòu)原理原理教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)PN結(jié)的單向結(jié)的單向?qū)щ娦阅軐?dǎo)電性能PN的應(yīng)用的應(yīng)用晶體二極管晶體二極管電機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制電機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制電機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制電機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制（自鎖的概念（自鎖的概念）電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制（互鎖的概念）（互鎖的概念）工作臺(tái)的行程控制工作臺(tái)的

2、行程控制基本工廠電基本工廠電氣控制圖氣控制圖半導(dǎo)體半導(dǎo)體技術(shù)和技術(shù)和集成電集成電路路 半導(dǎo)體隨光照的變化其導(dǎo)電能力會(huì)增強(qiáng)。光敏性光敏性 溫度升高，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力迅速增強(qiáng)。熱敏性熱敏性 在半導(dǎo)體中摻入少量的雜質(zhì)會(huì)改變其導(dǎo)電性摻雜性摻雜性半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間。半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間。 本征半導(dǎo)體：本征半導(dǎo)體：原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點(diǎn)陣，每原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點(diǎn)陣，每個(gè)原子都處在正四面體的中心，而四個(gè)其它原子位于四面?zhèn)€原子都處在正四面體的中心，而四個(gè)其它原子位于四面體的頂點(diǎn)，每個(gè)原子與其相臨的原子之間形成體的頂點(diǎn)，每個(gè)原子與其相臨的原子之間形成共價(jià)鍵共價(jià)鍵，共，

3、共用一對(duì)價(jià)電子。用一對(duì)價(jià)電子。晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)：+4+4+4+4+4共共用價(jià)電用價(jià)電子對(duì)子對(duì)+4+4+4+4空穴空穴自由電子自由電子熱激發(fā)作用熱激發(fā)作用空 穴 和自由電子都是帶有電荷的載流子。在本征激發(fā)中，它們的數(shù)量相等+4+4+5+4多余多余電子電子磷原子磷原子 在硅元素中摻入+5價(jià)的元素磷 ，就成為P型半導(dǎo)體。在P型半導(dǎo)體中，含有大量多余的自由電子。+4+4+3+4空穴空穴硼原子硼原子在硅元素中摻入+3價(jià)的元素硼 ，就成為N型半導(dǎo)體。在N型半導(dǎo)體中，含有大量多余的空穴。在在N型半導(dǎo)體中型半導(dǎo)體中，多數(shù)載流子是，多數(shù)載流子是什么？什么？在在P型半導(dǎo)體中，多型半導(dǎo)體中，多數(shù)載流子是什么？少數(shù)載

4、流子是什么？少數(shù)載流子是什么？數(shù)載流子是什么？在雜質(zhì)半導(dǎo)體中在雜質(zhì)半導(dǎo)體中多數(shù)載流子的濃多數(shù)載流子的濃度取決于什么？度取決于什么？人和動(dòng)物的最大區(qū)人和動(dòng)物的最大區(qū)別在于獨(dú)立思考別在于獨(dú)立思考 通過一定的工藝，使一塊通過一定的工藝，使一塊P型半導(dǎo)體和一塊型半導(dǎo)體和一塊N型半導(dǎo)型半導(dǎo)體結(jié)合在一起，在它們的交界處會(huì)形成一個(gè)特殊區(qū)域，體結(jié)合在一起，在它們的交界處會(huì)形成一個(gè)特殊區(qū)域，稱為稱為PN結(jié)。結(jié)。 擴(kuò)散和漂移運(yùn)動(dòng)最終會(huì)達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，整個(gè)擴(kuò)散和漂移運(yùn)動(dòng)最終會(huì)達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，整個(gè)PN結(jié)結(jié)趨于穩(wěn)定狀態(tài)。趨于穩(wěn)定狀態(tài)。+RE內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)外電場(chǎng)變薄變薄PN+_內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子

5、的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)大于少子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)大于少子的漂移運(yùn)動(dòng)。產(chǎn)生一的漂移運(yùn)動(dòng)。產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的正向電流個(gè)穩(wěn)定的正向電流。PN結(jié)正向偏置時(shí)結(jié)正向偏置時(shí)，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。+內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)外電場(chǎng)變厚變厚NP+_內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)，少子的漂移內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)，少子的漂移運(yùn)動(dòng)大于多子的擴(kuò)散。結(jié)果運(yùn)動(dòng)大于多子的擴(kuò)散。結(jié)果內(nèi)部?jī)?nèi)部PN結(jié)變厚，無(wú)反向電流結(jié)變厚，無(wú)反向電流流過，流過，PN結(jié)呈現(xiàn)出很高的內(nèi)結(jié)呈現(xiàn)出很高的內(nèi)阻。阻。REPN結(jié)反向偏置時(shí)結(jié)反向偏置時(shí)，PN結(jié)處于截至狀態(tài)。結(jié)處于截至狀態(tài)。問題問題1 當(dāng)當(dāng)PN結(jié)接正向電壓時(shí)，其正向電流如何？結(jié)接正向電壓時(shí)，其正向電流如何？?jī)?nèi)部電阻如何？?jī)?nèi)部電阻如何？問題

6、問題2 當(dāng)當(dāng)PN結(jié)外接反向電壓時(shí)，其反向電流如何？結(jié)外接反向電壓時(shí)，其反向電流如何？?jī)?nèi)部電阻如何？?jī)?nèi)部電阻如何？問題問題3 下節(jié)課要講的二極管就是一個(gè)下節(jié)課要講的二極管就是一個(gè)PN結(jié)，試總結(jié)，試總結(jié)一下二極管的特性。結(jié)一下二極管的特性。好記性不如爛筆頭，是時(shí)候拿起你們的筆記本了！ 1.熱敏性和光敏性熱敏性和光敏性 2.可以摻入雜質(zhì)可以摻入雜質(zhì)半導(dǎo)體的基半導(dǎo)體的基本特性本特性 1.P型半導(dǎo)體，含有大量自由電型半導(dǎo)體，含有大量自由電子和少許空穴。子和少許空穴。 2.N型半導(dǎo)體，含有大量空穴和型半導(dǎo)體，含有大量空穴和少許自由電子少許自由電子。P型，型，N型半型半導(dǎo)體的性質(zhì)導(dǎo)體的性質(zhì)PN結(jié)單向?qū)щ娊Y(jié)單向?qū)щ娦孕?.PN結(jié)外接