電工與電子技術(shù)a(下)電 子 技 術(shù)

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1、電工與電子技術(shù)A(下)電子技術(shù)教材:《電工學(xué)》（下）秦曾煌主編高教出版業(yè)主要參考：《電子技術(shù)》陳正傳羅會(huì)昌主編，機(jī)械工業(yè)出版社成績(jī)：期終考試占80%，平時(shí)（作業(yè)）占10%，實(shí)驗(yàn)占10%。進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定辦法的改革。本課程共計(jì)66學(xué)時(shí)，其中理論課時(shí)50學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)16學(xué)時(shí)，我們共做8個(gè)實(shí)驗(yàn)。答疑安排：每周一、四晚7：30—9：30。地點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)大樓三樓C13室，中部“電工電子教研室”。電子技術(shù)分：模擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)。模擬電子技術(shù)研究模擬電路，數(shù)字電子技術(shù)研究數(shù)子電路。模擬信號(hào)是指在時(shí)間和數(shù)值上都連續(xù)的信號(hào)。數(shù)字信號(hào)是指在時(shí)間和數(shù)值上都不連續(xù)的信號(hào)，即所謂離散的。tt第14章二極管

2、和晶體管14.3半導(dǎo)體二極管14.4穩(wěn)壓二極管14.5晶體管14.2PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?4.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性14.6光電器件第14章二極管和晶體管學(xué)習(xí)電子技術(shù)，就是要掌握常用半導(dǎo)體器件的原理、特性，以及由這些器件所組成的電子電路的分析方法。二極管與晶體管是最常用的半導(dǎo)體器件，而PN結(jié)是構(gòu)成各種半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)。14.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性什么是半導(dǎo)體?半導(dǎo)體是導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)。例如：硅、鍺、硒以及大多數(shù)金屬氧化物和硫化物都是半導(dǎo)體。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力在不同的條件下有很大的差別。14.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性：(可做成溫度敏感元件，如熱敏電阻)。摻雜性：往純

3、凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，導(dǎo)電能力明顯改變(可做成各種不同用途的半導(dǎo)體器件，如二極管、晶體管和晶閘管等）。光敏性：當(dāng)受到光照時(shí)，導(dǎo)電能力明顯變化(可做成各種光敏元件，如光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管等)。熱敏性：當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，導(dǎo)電能力顯著增強(qiáng)14.1.1本征半導(dǎo)體完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體。晶體中原子的排列方式硅單晶中的共價(jià)健結(jié)構(gòu)共價(jià)健共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子，稱為價(jià)電子。SiSiSiSi價(jià)電子SiSiSiSi價(jià)電子價(jià)電子在獲得一定能量（溫度升高或受光照）后，即可掙脫原子核的束縛，成為自由電子（帶負(fù)電），同時(shí)共價(jià)鍵中留下一個(gè)空位，稱為空穴（帶正電）。本征半導(dǎo)體

4、的導(dǎo)電機(jī)理這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)?？昭囟扔撸w中產(chǎn)生的自由電子便愈多。自由電子在外電場(chǎng)的作用下，空穴吸引相鄰原子的價(jià)電子來填補(bǔ)，而在該原子中出現(xiàn)一個(gè)空穴，其結(jié)果相當(dāng)于空穴的運(yùn)動(dòng)（相當(dāng)于正電荷的移動(dòng)）。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理當(dāng)半導(dǎo)體兩端加上外電壓時(shí)，在半導(dǎo)體中將出現(xiàn)兩部分電流(1)自由電子作定向運(yùn)動(dòng)?電子電流(2)價(jià)電子遞補(bǔ)空穴?空穴電流注意：(1)本征半導(dǎo)體中載流子數(shù)目極少,其導(dǎo)電性能很差；(2)溫度愈高，載流子的數(shù)目愈多,半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能也就愈好。所以，溫度對(duì)半導(dǎo)體器件性能影響很大。自由電子和空穴都稱為載流子。自由電子和空穴成對(duì)地產(chǎn)生的同時(shí)，又不斷復(fù)合。在一定溫度下，載流子的產(chǎn)

5、生和復(fù)合達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，半導(dǎo)體中載流子便維持一定的數(shù)目。14.1.2N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體摻雜后自由電子數(shù)目大量增加，自由電子導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式，稱為電子半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體。摻入五價(jià)元素SiSiSiSip+多余電子磷原子在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€(gè)電子變?yōu)檎x子在本征半導(dǎo)體中摻入微量的雜質(zhì)（某種元素）,形成雜質(zhì)半導(dǎo)體。在N型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子。動(dòng)畫14.1.2N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體摻雜后空穴數(shù)目大量增加，空穴導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式，稱為空穴半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體。摻入三價(jià)元素SiSiSiSi在P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，自由電子是

6、少數(shù)載流子。B–硼原子接受一個(gè)電子變?yōu)樨?fù)離子空穴動(dòng)畫無論N型或P型半導(dǎo)體都是中性的，對(duì)外不顯電性。1.在雜質(zhì)半導(dǎo)體中多子的數(shù)量與（a.摻雜濃度、b.溫度）有關(guān)。2.在雜質(zhì)半導(dǎo)體中少子的數(shù)量與（a.摻雜濃度、b.溫度）有關(guān)。3.當(dāng)溫度升高時(shí)，少子的數(shù)量（a.減少、b.不變、c.增多）。abc4.在外加電壓的作用下，P型半導(dǎo)體中的電流主要是，N型半導(dǎo)體中的電流主要是。（a.電子電流、b.空穴電流）ba14.2PN結(jié)PN結(jié)是通過特殊的半導(dǎo)體制造技術(shù)，在一塊半導(dǎo)體基片上摻入不同的雜質(zhì)，使其一邊為N型半導(dǎo)體，另一邊為P型半導(dǎo)體，其交界面便形成了PN結(jié)。P型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－

7、－－－－－－++++++++++++++++++++++++－－－－－－－－PN結(jié)也稱空間電荷區(qū)、或耗盡層、或內(nèi)電場(chǎng)、或阻擋層。14.2.1PN結(jié)的形成多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)濃度差P型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。擴(kuò)散的結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬。擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++－－－－－－－－動(dòng)畫形成空間電荷