半導(dǎo)體與二極管課件

2017年修改版半導(dǎo)體與二極管課件第一頁，共65頁。一、半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1、本征半導(dǎo)體硅（純凈）鍺

第二頁，共65頁。兩種載流子：空穴自由電子第三頁，共65頁。2、兩種類型的半導(dǎo)體（摻雜）(1)N型半導(dǎo)體：（摻入5價(jià)元素）多數(shù)載流子為電子第四頁，共65頁。(2)P型半導(dǎo)體：摻入3價(jià)元素，多數(shù)載流子為空穴第五頁，共65頁。

3、PN結(jié)及其單向?qū)щ娦缘诹?，?5頁。結(jié)加正向電壓PN（導(dǎo)通）第七頁，共65頁。結(jié)加反向電壓PN（截止）第八頁，共65頁。二、二極管的結(jié)構(gòu)及型號第九頁，共65頁。

二極管的外形將PN結(jié)封裝，引出兩個(gè)電極，就構(gòu)成了二極管。小功率二極管大功率二極管穩(wěn)壓二極管發(fā)光二極管第十頁，共65頁。

電子技術(shù)的發(fā)展很大程度上反映在元器件的發(fā)展上。從電子管→晶體管→小規(guī)模集成電路→大規(guī)模集成電路1904年電子管問世1947年晶體管誕生1958年集成電路研制成功電子管、晶體管、集成電路比較第十一頁，共65頁。1.

正向?qū)?/p>

PN結(jié)外加正向電壓（正向偏置）——P接+、N接-，形成較大正向電流（正向電阻較?。Ｈ?mA。2.

反向截止

PN結(jié)外加反向電壓（反向偏置）——P接-、N接+，形成較小反向電流（反向電阻較大）。如10μA。

二極管的單向?qū)щ娦裕▽?shí)驗(yàn)演示）正偏電壓U

=

0.7V（Si管）

0.3V（Ge管

當(dāng)電壓超過某個(gè)值（約零點(diǎn)幾伏），全部少子參與導(dǎo)電，形成“反向飽和電流IS”。反偏電壓最高可達(dá)幾千伏。第十二頁，共65頁。四、二極管的伏安特性1、正向特性：正向死區(qū)：硅管開啟電壓0.5V,鍺管0.1V正向?qū)▍^(qū)：硅管導(dǎo)通電壓0.7V,鍺管0.3V.2、反向特性：反向飽和區(qū)（截止）反向擊穿區(qū)第十三頁，共65頁。第十四頁，共65頁。五、二極管的主要參數(shù)（1）最大整流電流IFM（2）最大反向工作電壓URM（3）反向飽和電流IR第十五頁，共65頁。六、二極管的簡易識別1、通過二極管的造型判別；2、通過二極管的標(biāo)注判別；3、通過二極管的電極特性判別；4、通過二極管的電極管鍵判別；5、用萬用表測試判別。第十六頁，共65頁。提問：常用的二極管有那些？整流二極管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管、光電二極管（光敏二極管）……第十七頁，共65頁。七、常用二極管的類型圖形及符號。整流二極管光電二極管發(fā)光二極管？？？第十八頁，共65頁。1、整流二極管第十九頁，共65頁。作用：將交流轉(zhuǎn)換成直流第二十頁，共65頁。2、穩(wěn)壓二極管（工作在反偏狀態(tài)）

（1）

外形第二十一頁，共65頁。（2）穩(wěn)壓二極管的符號及伏安特性第二十二頁，共65頁。（3）最近簡單的串聯(lián)穩(wěn)壓電路（注意穩(wěn)壓管反向連接）第二十三頁，共65頁。3、發(fā)光二極管（外形）第二十四頁，共65頁。發(fā)光二極管的符號LED

想一想：作用？第二十五頁，共65頁。4、光敏二極管（工作在反偏狀態(tài)）第二十六頁，共65頁。遠(yuǎn)紅外遙控的發(fā)射與接收第二十七頁，共65頁。5、開關(guān)二極管按PN結(jié)正偏導(dǎo)通，反偏截止完成工作第二十八頁，共65頁。6、變?nèi)荻O管

第二十九頁，共65頁。變?nèi)荻O管應(yīng)用電路實(shí)例第三十頁，共65頁?！?-2二極管整流電路1、掌握單相半波整流電路的組成及工作原理2、掌握橋式整流電路的組成及工作原理第三十一頁，共65頁。任務(wù)一整流電路的應(yīng)用一、單相半波整流電路1、電路的組成iLu1u2aTbDRLuouo=uLD導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生（a）（b）第三十二頁，共65頁。2、電路的工作原理：在u2正半周（a-b）整流管D正向偏置導(dǎo)通，電流經(jīng)二極管流向負(fù)載RL、在電壓u2負(fù)半周(b-a)時(shí)，二極管D反向偏置截止，即負(fù)載得到一個(gè)單向半波脈動(dòng)電流，故稱單相半波整流。3、負(fù)載上的電壓降：U2為變壓器二次繞組電壓有效值4、整流二極管的選用：（1）二極管的最大正向電流IFIF>IL（2）二極管最大反向電壓URMURM

>U2負(fù)載電流平均值第三十三頁，共65頁。二、單相全波整流電路u1u2aTbD1RLuo=uLD2u2iL···u2u2uo=uLD1導(dǎo)通產(chǎn)生D2導(dǎo)通產(chǎn)生D1導(dǎo)通產(chǎn)生第三十四頁，共65頁。當(dāng)u2為正半周(即極性為上正下負(fù))時(shí)，D1正向偏置而導(dǎo)通、D2承受反向偏壓而截止，有電流IL流過負(fù)載RL，在負(fù)載上得到的輸出電壓極性為上正下負(fù)；當(dāng)u2為負(fù)半周時(shí)，此時(shí)D1截止、D2導(dǎo)通。全波整流電路負(fù)載上的平均電流為：在全波整流電路中，D1和D2是輪流導(dǎo)通的，所以每個(gè)整流管的平均電流ID應(yīng)為輸出平均電流的一半，即第三十五頁，共65頁。三、單相橋式整流電路1、電路的組成橋式整流電路常用畫法第三十六頁，共65頁。u2正半周時(shí)電流通路u1u2TD4D2D1D3RLuo-+u1u2TD4D2D1D3RLu2負(fù)半周時(shí)電流通路uo=uL

2、工作原理：

負(fù)載的直流電流是由二極管D1、D3和D2、D4輪流提供的，因此二極管的整流電流應(yīng)是負(fù)載直流電流的一半，但二極管承受的最大反峰電壓與全波整流時(shí)不同，如正半周時(shí)，D1、D3導(dǎo)通，D2、D4截止，此時(shí)二極管反向峰值電壓等于U2。第三十七頁，共65頁。3、負(fù)載上的直流壓降UL：UL=0.9U2

4、整流二極管的選用：（1）二極管最大正向電流IF

IF>（1/2）IL（2）二極管最大反向電壓URM

URM>U2橋式全波整流電路中的電流和電壓第三十八頁，共65頁。第五章半導(dǎo)體三極管及放大電路基礎(chǔ)

1.半導(dǎo)體三極管（晶體管）第三十九頁，共65頁。NPN型三極管結(jié)構(gòu)及符號第四十頁，共65頁。PNP型三極管結(jié)構(gòu)及符號第四十一頁，共65頁。晶體管中的載流子運(yùn)動(dòng)和電流分配第四十二頁，共65頁。晶體管的電流方向、發(fā)射結(jié)和集電結(jié)的極性第四十三頁，共65頁。晶體管的輸入特性曲線第四十四頁，共65頁。晶體管的輸出特性曲線第四十五頁，共65頁。晶體管的主要參數(shù)(1)電流放大系數(shù)(2)集-基極反向電流ICBO(3)集-射極反向電流ICEO第四十六頁，共65頁。集-基極反向電流ICBO第四十七頁，共65頁。集-射極反向電流ICEO（穿透電流）第四十八頁，共65頁。(4)集電極最大允許電流ICM(5)集電極最大允許耗散功率PCM第四十九頁，共65頁。第五十頁，共65頁。2.基本放大電路晶體管工作在放大狀態(tài)必須：?發(fā)射結(jié)為正向偏置?集電結(jié)為反向偏置第五十一頁，共65頁。共射極基本放大電路第五十二頁，共65頁。第五十三頁，共65頁。共射極基本放大電路的簡化及習(xí)慣畫法第五十四頁，共65頁。（1）靜態(tài)分析直流通路第五十五頁，共65頁。第五