电子技术第1章1.1(二极管)W---电子技术解析PPT课件
合集下载
电工电子技术基础知识 ppt课件
ppt课件
23
1.2.2 三相电 源
1 三相交流发电机
2 三相电源
ppt课件
24
三相交流发电机主要组成部分： 电枢（是固定的，亦称定子）：定子铁心内圆周表面 有槽，放入三相电枢绕组。 L1 L 2 L 3 磁极 （是转动的，亦称转子） L1
L2
– + S
1 三相交流发电机
n
+
L3
L1
单相绕组
母顺序表示(
uab )，也可用+，- 号表示
u
二、电位
+a
u
b
-
（一）定义：把电路中任一点与参考点（规定电位能为零
的点）之间的电压，称为该点的电位。也即该点对参考点所 具有的电位能。
（电路中电位参考点：接地点，Vo= 0）
参考点的电位为零可用符号“ ”表示。
（二）单位：
V（伏特）、kV（千伏）、mV(毫伏）
kA 、A、mA、 μA
电压 U
电动势E
kV 、V、mV、 μV kV 、V、mV、 μV
ppt课件
16
• • • •
例： 1 、一个电路的基本组成包括（ ） 导线B、电源 C、开关D、负载 2. 不论电路如何复杂，总可归纳为由电源、 ____、中间环节三部分组成。 • A．电阻 B．电容 C．电感 D．负载
12
13
5 6
7
ppt课件
D E
F
36
14
15
1110
1111
2 编码：
编码：用二进制数表示文字、符号等信息的过程。 二—十进制编码，或BCD码：用二进制数表示十进制数的 8421码 编码方法 几种常见的BCD代码： 2421码 5421码 8421码与十进制码的对应关系： 十进制数码： 0 1 2 8421码： 0000 0001 0010 十进制数码： 5 6 7 8421码： 0101 0110 0111 ppt课件
《电子技术基础》教学课件PPT
－
不论是N型半导体还是P型半导体，其中的多子和少子的 移动都能形成电流。但是，由于多子的数量远大于少子的 数量，因此起主要导电作用的是多数载流子。
注意：
掺入杂质后虽然形成了N型或P型半导体，但整个半 导体晶体仍然呈电中性。
一般可近似认为多数载流子的数量与杂质的浓度相等。
P型半导体中的空穴多于自由电子，是否意味着带正电？
光敏性——半导体受光照后，其导电能力大大增强；
热敏性——受温度的影响，半导体导电能力变化很大；
掺杂性——在半导体中掺入少量特殊杂质，其导电 能力极大地增强；
半导体材料的独特性能是由其内部的导电机理所决定的。
3. 本征半导体
最常用的半导体为硅(Si)和锗(Ge)。它们的共同特征是四价 元素，即每个原子最外层电子数为4个。
原子核
＋
导体的特点：
内部含有大量的自由电子
（2） 绝缘体
绝缘体的最外层电子数一般为6~8个，且距原子核较近，因此受原子核的束缚力较强而不易挣脱其束缚。 常温下绝缘体内部几乎不存在自由电子，因此导电能力极差或不导电。 常用的绝缘体材料有橡胶、云母、陶瓷等。
原子核
＋
绝缘体的特点：
1. 半导体中少子的浓度虽然很低 ，但少子对温度非常敏感，因此温度对半导体器件的性能影响很大。而多子因浓度基本上等于杂质原子的掺杂浓度，所以说多子的数量基本上不受温度的影响。
4. PN结的单向导电性是指：PN结正向偏置时，呈现的电阻很小几乎为零，因此多子构成的扩散电流极易通过PN结；PN结反向偏置时，呈现的电阻趋近于无穷大，因此电流无法通过被阻断。
半导体的导电机理与金属导体导电机理有本质上的区别： 金属导体中只有自由电子一种载流子参与导电；而半导体中 则是由本征激发产生的自由电子和复合运动产生的空穴两种 载流子同时参与导电。两种载流子电量相等、符号相反，电 流的方向为空穴载流子的方向即自由电子载流子的反方向。
二极管知识教学PPT课件
25
发光二极管 发光二极管简称为LED发光二极管在手机中主要用作背景灯以及键盘 灯，电容现在还有跑马灯等等，发光二极管一般分为红 绿 黄等等，它 发光的颜色取决于它的制作材料，法官二极管对电流有 要求，一般的 为 及毫安到几十毫安，发光二极管的发光强度一般分它的正向电流成 线性关系，但如果流过反光二极管的电流太大，就会造成发光二极管 的损坏实际运用中，一般在二极管的电路中串接一个限流电阻，用来 防止大电流对二极管造成的损坏。发光二极管只工作在正偏状态，正 常情况下，它的正向电压为1.5-3V之间。发光二极管图形符号 看图
26
二极管的测量及好坏判断
• 1、二极管的测量 将万用表打到蜂鸣二极管档，红表笔接二极管的正极，黑笔接二
极管的负极，此时测量的是二极管的正向导通阻值，也就是二极管的正向 压降值。不同的二极管根据它内部材料不同所测得的正向压降值也不同。 2、好坏判断
正向压降值读数在300--800为正常，若显示为0说明二极管短路或 击穿，若显示为1说明二极管开路。将表笔调换再测，读数应为1即无穷大， 若不是1说明二极管损坏。
21
变容二极管 电容是一个存储电荷的原件，当其两端的电压 变化时，其存储的电荷也发生变化，因此就出 现充放电现象，PN结除了单向导电外，也具有 上述特性，也就是说它具有电容效应， 变容二极管是一种特殊的二极管，它利用了 PN结的电容效应，为了使这种电容效应显著， 给二极管加上反向偏置，当二极管两端的反向 电压发生变化时，二极管的结电容也随之变大 变小。 二极管的结电容大小除了与本身结构和工艺外， 还与外加的反向电压有关。 变容二极管是利用PN结的电容效应，并采用 特殊工艺使德、得结电容随反向偏压的变化比 较灵敏的一种特殊二极管，变容二极管的图形 符号看图
发光二极管 发光二极管简称为LED发光二极管在手机中主要用作背景灯以及键盘 灯，电容现在还有跑马灯等等，发光二极管一般分为红 绿 黄等等，它 发光的颜色取决于它的制作材料，法官二极管对电流有 要求，一般的 为 及毫安到几十毫安，发光二极管的发光强度一般分它的正向电流成 线性关系，但如果流过反光二极管的电流太大，就会造成发光二极管 的损坏实际运用中，一般在二极管的电路中串接一个限流电阻，用来 防止大电流对二极管造成的损坏。发光二极管只工作在正偏状态，正 常情况下，它的正向电压为1.5-3V之间。发光二极管图形符号 看图
26
二极管的测量及好坏判断
• 1、二极管的测量 将万用表打到蜂鸣二极管档，红表笔接二极管的正极，黑笔接二
极管的负极，此时测量的是二极管的正向导通阻值，也就是二极管的正向 压降值。不同的二极管根据它内部材料不同所测得的正向压降值也不同。 2、好坏判断
正向压降值读数在300--800为正常，若显示为0说明二极管短路或 击穿，若显示为1说明二极管开路。将表笔调换再测，读数应为1即无穷大， 若不是1说明二极管损坏。
21
变容二极管 电容是一个存储电荷的原件，当其两端的电压 变化时，其存储的电荷也发生变化，因此就出 现充放电现象，PN结除了单向导电外，也具有 上述特性，也就是说它具有电容效应， 变容二极管是一种特殊的二极管，它利用了 PN结的电容效应，为了使这种电容效应显著， 给二极管加上反向偏置，当二极管两端的反向 电压发生变化时，二极管的结电容也随之变大 变小。 二极管的结电容大小除了与本身结构和工艺外， 还与外加的反向电压有关。 变容二极管是利用PN结的电容效应，并采用 特殊工艺使德、得结电容随反向偏压的变化比 较灵敏的一种特殊二极管，变容二极管的图形 符号看图
电子技术第1章1.1W--电子技术解析PPT精品课件
光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化 (可做 成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极 管、光敏三极管等)。
掺杂灵敏性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电 能力明显改变(可做成各种不同用途的半导 体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。
2021/3/1
3
1.1.2 本征半导体、P型半导体及N型半导体
1.本征半导体
PN结反向偏置 空间电荷区变厚
P
－－ + +
N
－－ + +
+
－－ + +
－－ + +
反向饱和电流 很小，A级
内电场加强，使扩散停止，
有少量漂移，反向电流很小
22
2. 二极管的结构和外型图 基本结构
现代电子学中，用的最多的半导体是硅(14)和锗 32)，它们的最外层电子（价电子）都是四个。
Si
2021/3/1
硅原子
Ge
锗原子
4
在硅和锗晶体中，每个原子与其相邻的原 子之间形成共价键，共用一对价电子。形成共 价键后，每个原子的最外层周围电子是八个， 构成稳定结构。
共价键就是相邻两个原子中的价电子作为 共用电对而形成的相互作用力。共价键有很强 的结合力，使原子规则排列，形成晶体。
当温度升高或受到光照后,共价键中 的价电子挣脱共价键束缚,成为自由电子, 称为本征激发。
2021/3/1
7
本征激发后留下的空位称为空穴。空 穴和电子一样可以参与导电,是带正电荷的 载流子。
本征激发中产生的两种载流子总是成 对出现的。实际上,在自由电子-空穴对产 生的过程中,还同时存在复合过程。温度 一定时,激发和复合达到平衡。
第1章 半导体
掺杂灵敏性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电 能力明显改变(可做成各种不同用途的半导 体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。
2021/3/1
3
1.1.2 本征半导体、P型半导体及N型半导体
1.本征半导体
PN结反向偏置 空间电荷区变厚
P
－－ + +
N
－－ + +
+
－－ + +
－－ + +
反向饱和电流 很小，A级
内电场加强，使扩散停止，
有少量漂移，反向电流很小
22
2. 二极管的结构和外型图 基本结构
现代电子学中，用的最多的半导体是硅(14)和锗 32)，它们的最外层电子（价电子）都是四个。
Si
2021/3/1
硅原子
Ge
锗原子
4
在硅和锗晶体中，每个原子与其相邻的原 子之间形成共价键，共用一对价电子。形成共 价键后，每个原子的最外层周围电子是八个， 构成稳定结构。
共价键就是相邻两个原子中的价电子作为 共用电对而形成的相互作用力。共价键有很强 的结合力，使原子规则排列，形成晶体。
当温度升高或受到光照后,共价键中 的价电子挣脱共价键束缚,成为自由电子, 称为本征激发。
2021/3/1
7
本征激发后留下的空位称为空穴。空 穴和电子一样可以参与导电,是带正电荷的 载流子。
本征激发中产生的两种载流子总是成 对出现的。实际上,在自由电子-空穴对产 生的过程中,还同时存在复合过程。温度 一定时,激发和复合达到平衡。
第1章 半导体
大一电子技术课件ppt
组合逻辑电路的分析和设计方法
组合逻辑电路的分析和设计是数字电子技术中的 重要内容，常用的分析和设计方法有真值表法、 卡诺图法和逻辑代数法等。
组合逻辑电路的应用
组合逻辑电路在计算机、通信和控制系统中有着 广泛的应用，如实现数据比较器、编码器和译码 器等。
05 电子技术实验
实验一：基本电路实验
总结词
电动势
电源力将单位正电荷从电源负极经电源内部移至正极所做 的功，规定电动势的方向为从电源负极指向正极。
电阻
导体对电流的阻碍作用称为电阻，用符号R表示，单位为 欧姆(Ω)。
电容
容纳电荷的能力称为电容，用符号C表示，单位为法拉(F) 。
电感
产生磁通的能力称为电感，用符号L表示，单位为亨利(H) 。
电路的分析方法
21世纪初
1.D 微电子技术和纳米技术的应用，推动了电子
技术的进一步发展。
电子技术的应用领域
通信
电子技术在通信领域的应用包括无线通信、 光纤通信等。
工业自动化
计算机和互联网
电子技术是计算机和互联网发展的基础，涉 及计算机硬件、网络设备等方面。
电子技术在工业自动化领域的应用包括自动 化控制、传感器等。
03 模拟电子技术
模拟电子技术概述
模拟电子技术是研究 模拟电路的工作原理 、分析方法和设计方 法的学科。
模拟电子技术在通信 、控制、测量等领域 有广泛应用。
模拟电路用于处理连 续变化的模拟信号， 如声音、温度、压力 等。
放大电路
01
放大电路是模拟电子技术中的基本电路之一，用于放大 微弱信号。
02
常见的集成运算放大器有LM358、TL072等型号， 可通过外接电阻、电容等元件实现不同的功能。
组合逻辑电路的分析和设计是数字电子技术中的 重要内容，常用的分析和设计方法有真值表法、 卡诺图法和逻辑代数法等。
组合逻辑电路的应用
组合逻辑电路在计算机、通信和控制系统中有着 广泛的应用，如实现数据比较器、编码器和译码 器等。
05 电子技术实验
实验一：基本电路实验
总结词
电动势
电源力将单位正电荷从电源负极经电源内部移至正极所做 的功，规定电动势的方向为从电源负极指向正极。
电阻
导体对电流的阻碍作用称为电阻，用符号R表示，单位为 欧姆(Ω)。
电容
容纳电荷的能力称为电容，用符号C表示，单位为法拉(F) 。
电感
产生磁通的能力称为电感，用符号L表示，单位为亨利(H) 。
电路的分析方法
21世纪初
1.D 微电子技术和纳米技术的应用，推动了电子
技术的进一步发展。
电子技术的应用领域
通信
电子技术在通信领域的应用包括无线通信、 光纤通信等。
工业自动化
计算机和互联网
电子技术是计算机和互联网发展的基础，涉 及计算机硬件、网络设备等方面。
电子技术在工业自动化领域的应用包括自动 化控制、传感器等。
03 模拟电子技术
模拟电子技术概述
模拟电子技术是研究 模拟电路的工作原理 、分析方法和设计方 法的学科。
模拟电子技术在通信 、控制、测量等领域 有广泛应用。
模拟电路用于处理连 续变化的模拟信号， 如声音、温度、压力 等。
放大电路
01
放大电路是模拟电子技术中的基本电路之一，用于放大 微弱信号。
02
常见的集成运算放大器有LM358、TL072等型号， 可通过外接电阻、电容等元件实现不同的功能。
数字电子技术——第1章数字电子技术基础ppt
2421码的权值依次为2、4、2、1；余3码由8421码加0011 得到；格雷码是一种循环码，其特点是任何相邻的两个码字， 仅有一位代码不同，其它位相同。
用一定位数的二进制数来表示十进制数码、字母、符 号等信息称为编码。
用以表示十进制数码、字母、符号等信息的一定位数的 二进制数称为代码。
二-十进制代码：用4位二进制数b3b2b1b0来表示十进 制数中的 0 ~ 9 十个数码。简称BCD码。
用四位自然二进制码中的前十个码字来表示十进制数码， 因各位的权值依次为8、4、2、1，故称8421 BCD码。
整数部分采用基数连除法， 先得到的余数为低位，后得 到的余数为高位。
小数部分采用基数连乘法， 先得到的整数为高位，后得 到的整数为低位。
2 44
余数
2 22 ……… 0=K0 2 11 ……… 0=K1 2 5 ……… 1=K2 2 2 ……… 1=K3 2 1 ……… 0=K4
0 ……… 1=K5
课程说明
主要内容：
• 数字逻辑基础 • 逻辑门电路 • 组合逻辑电路 • 触发器 • 时序逻辑电路 • 半导体存储器 • 脉冲波形的产生与整形 • 可编程逻辑器件和现场可编程门阵列 • 数/模和模/数转换
课程意义：
数字电路是一门硬件方面的重要基础课。 其任务是使同学们获得数字电路的基本理论、 基本知识、基本技能，掌握数字逻辑的基本 分析方法和设计方法，培养学生分析问题、 解决问题能力以及工程实验能力。
学习本门课程应注意的问题：
• ⑴ 应着重抓好基本理论、基本知识、基 本方法的学习。
• ⑵能熟练运用数字电路的分析方法和设 计方法。
• ⑶重视实验技术。
教材及参考书：
1. 数字电子技术基础简明教程 (第二版) 余孟尝 主编 高等教育出版社 1998
用一定位数的二进制数来表示十进制数码、字母、符 号等信息称为编码。
用以表示十进制数码、字母、符号等信息的一定位数的 二进制数称为代码。
二-十进制代码：用4位二进制数b3b2b1b0来表示十进 制数中的 0 ~ 9 十个数码。简称BCD码。
用四位自然二进制码中的前十个码字来表示十进制数码， 因各位的权值依次为8、4、2、1，故称8421 BCD码。
整数部分采用基数连除法， 先得到的余数为低位，后得 到的余数为高位。
小数部分采用基数连乘法， 先得到的整数为高位，后得 到的整数为低位。
2 44
余数
2 22 ……… 0=K0 2 11 ……… 0=K1 2 5 ……… 1=K2 2 2 ……… 1=K3 2 1 ……… 0=K4
0 ……… 1=K5
课程说明
主要内容：
• 数字逻辑基础 • 逻辑门电路 • 组合逻辑电路 • 触发器 • 时序逻辑电路 • 半导体存储器 • 脉冲波形的产生与整形 • 可编程逻辑器件和现场可编程门阵列 • 数/模和模/数转换
课程意义：
数字电路是一门硬件方面的重要基础课。 其任务是使同学们获得数字电路的基本理论、 基本知识、基本技能，掌握数字逻辑的基本 分析方法和设计方法，培养学生分析问题、 解决问题能力以及工程实验能力。
学习本门课程应注意的问题：
• ⑴ 应着重抓好基本理论、基本知识、基 本方法的学习。
• ⑵能熟练运用数字电路的分析方法和设 计方法。
• ⑶重视实验技术。
教材及参考书：
1. 数字电子技术基础简明教程 (第二版) 余孟尝 主编 高等教育出版社 1998
《电工电子技术》课件——二极管
参考点
整流、检波、
限幅、钳位、开
关、元件保护、 t 温度补偿等。
二极管阴极电位为 8 V ui > 8V，二极管导通，可看作短路 uo = 8V ui < 8V，二极管截止，可看作开路 uo = ui
4、特殊二极管—稳压二极管
稳压二极管和 一般的PN结二极 管在结构上没有本 质区别，但是稳压 二极管工作在反向 击穿状态，一般的 二极管则不能工作 在此状态。稳压二 极管的反向特性比 普通二极管更陡一 些。
光电二极管是在反向电压作用下工 作的，没有光照时，反向电流极其微弱， 叫暗电流；有光照时，反向电流迅速增 大到几十微安，称为光电流。光的强度 越大，反向电流也越大。
光的变化引起光电二极管电流变化， 这就可以把光信号转换成电信号，成为 光电传感器件。
知识点：
1、二极管的伏安特性 2、特殊二极管（稳压二极管、发光二极管、光电二极管）
0.8ui iR U zW 10R 10
联立方程1、2，可得：
——方程2
ui 18.75V R=0.5k
特殊二极管—发光二极管
它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光 能。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组 成，也具有单向导电性。
当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N 区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数 微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自 发辐射的荧光。
《电工电子技术》
二极管1
导入
导体与绝缘体：
绝缘体导电性能：
导体导电性能：
导体：
绝缘体：
半导？体：
半导体特性:具有单向导电性。
二极管特性动画教程.swf
学习与讨论
自然界哪些物质是半导体？ 在什么条件下，半导体导电？电流方向？
二极管PPT课件(完整版)
二极管反向击穿，两引脚之间内阻很小， 二极管无单向导电性，二极管损坏.
二极管主要参数
参数名称 符号
解说
是指二极管长时间正常工作下， 最大整流电流 Im 允许通过二极管的最大正向电流
值。
反向电流
是指二极管加上规定的反向偏置
Ico 电压情况下，同过二极管的反向 电流值。
最大反向工作 电压
Urm
二极管工作时承受最大的反向电
压，处于
R1
正向偏置
状态
I+
VD1
E1
-
R1
二极 管导
通通
路
I
VD1
二极管导通的条件：
正向偏置电压; 正向偏置电压大到一定程度，对于硅管 而言0.7V，对于锗管而言为0.2V。
二极管截止状态工作原理
如果给二极管正极加的电压低于负极加的电压，称为二极
管的反向偏置电压。给二极管加反向偏置电压后，二极管截止， 二极管两引脚间电阻很大，相当于开路。如图所示，只要是反 向电压二极管就没有电流流动，如果反向电压过大，二极管会 击穿，电流从负极流向正极，说明二极管已经损坏。
极管的正极，红表笔接二极管的负极，此
时表针应向右偏转一个很大的角度，所指
示阻值较小。此时阻值越小越好。
测量正向电阻
解说
几十到几KΩ
说明二极管正向电阻正常。
正向电阻为零或远小于几 欧姆
说明二极管已经击穿。
几百KΩ
正向电阻很大，说明二极管已经开路。
几十KΩ
二极管正向电阻较大，正向特性不好。
测量时表针不稳定二极管Fra bibliotek极为R1
负电压，反向
偏置状态
E1
VD1
E1
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化 (可做 成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极 管、光敏三极管等)。
掺杂灵敏性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电 能力明显改变(可做成各种不同用途的半导 体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。
2020年9月28日
3
1.1.2 本征半导体、P型半导体及N型半导体
第1章 半导体
1.1 半导体二极管 1.2 双极型晶体三极管 1.3 集成运算放大器及其应用
2020年9月28日
1
1.1 半导体二极管
1.1.1 半导体材料
半导体：导电能力介于导体和绝缘体 之间的某些物质。如硅、锗、硒和砷化镓 等都是半导体。
2020年9月28日
2
半导体的导电特性：
热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强 (可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。
P型半导 体
－－－－ － － －－－－ － －
－－－－ － －
－－－－ － －
N型半导 内电场E 体
+ +++++ + + 内移+电运+场 动越越+ 强强+，，就而使漂漂移 + + 使+空+间电+ 荷+区加宽。
+ +++++
扩散的结果是使空间电
荷区逐渐变薄。
2020年9月28日
扩散运动
17
PN结处载流子的运动
扩散运动
18
1.1.3半导体二极管及其特性
• 半导体二极管的核心部分就是一个PN结。 P区引出端叫正极(或阳极)，N区引出端 叫负极(或阴极)。二极管一般采用文字符 号“D”表示，箭头所指方向是PN结正 向电流的方向，它表示二极管具有单向导 电性。
2020年9月28日
19
1.二极管的单向导电性 二极管的正向接法: P区加高电压、N区加低电压。
二极管的反向接法: P区加低电压、N区加高电压。
2020年9月28日
20
PN结正向偏置
空间电荷区变薄
P
－+
+
－+
－+ 正向电流
－+
N _
内电场减弱，使扩散加强， 扩散漂移，正向电流大
2020年9月28日
21
PN结反向偏置 空间电荷区变厚
P _
－－ + +
N
－－ + +
+
－－ + +
－－ + +
反向饱和电流 很小，A级
1.本征半导体
现代电子学中，用的最多的半导体是硅(14)和锗 32)，它们的最外层电子（价电子）都是四个。
Si 硅原子
2020年9月28日
Ge
锗原子
4
在硅和锗晶体中，每个原子与其相邻的原 子之间形成共价键，共用一对价电子。形成共 价键后，每个原子的最外层周围电子是八个， 构成稳定结构。
共价键就是相邻两个原子中的价电子作为 共用电对而形成的相互作用力。共价键有很强 的结合力，使原子规则排列，形成晶体。
P型半导体
2020年9月28日
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
N型半导体
14
PN 结的形成
在同一片半导体基片上，分别制造P 型半导体和N型半导体，经过载流子的 扩散，在它们的交界面处就形成了PN结。
PN结形成空间电荷区,内电场由N区 指向P区。
2020年9月28日
15
产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚电子
来填补，使得硼原子成为不能移动的带负电
的离子。由于硼原子接受电子，所以称硼为
受主杂质。
2020年9月28日
12
硅原子 空穴
P型半导体 Si SiBiblioteka 硼原子BSi
P型硅表示
空穴被认为带一个单位的正电荷，并且
可以移动 2020年9月28日
13
杂质半导体的示意表示法
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
内电场加强，使扩散停止，
PN结处载流子的运动
漂移运动
P型半导 体
N型半导 内电场E 体
－－－－ － － + + + + + +
－－－－ － － + + + + + +
－－－－ － － + + + + + +
－－－－ － － + + + + + +
空间电荷区
(耗尽层)
2020年9月28日
扩散运动
16
PN结处载流子的运动
漂移运动
2020年9月28日
8
2.杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量的杂质， 就会使半导体的导电性能发生显著变化。
其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度 大大增加。载流子：电子，空穴
N型半导体（多数载流子为电子，电子 导电型半导体）
P型半导体（多数载流子为空穴，空穴 导电型半导体）
2020年9月28日
9
N型半导体 硅或锗 +少量磷 N型半导体
当温度升高或受到光照后,共价键中 的价电子挣脱共价键束缚,成为自由电子, 称为本征激发。
2020年9月28日
7
本征激发后留下的空位称为空穴。空 穴和电子一样可以参与导电,是带正电荷的 载流子。
本征激发中产生的两种载流子总是成 对出现的。实际上,在自由电子-空穴对产 生的过程中,还同时存在复合过程。温度 一定时,激发和复合达到平衡。
排列完全一致的晶体称为单晶。完全纯净
的、结构完整的半导体晶体，称为本征半导体，
无光照和未受热时不导电。
2020年9月28日
5
硅和锗的共价键结构
+4表示除 去价电子 后的原子
+4
+4
+4
+4
2020年9月28日
共价键共 用电子对
6
共价键中的两个电子被紧紧束缚在 共价键中，称为束缚电子，常温下束缚 电子很难脱离共价键成为自由电子，因 此本征半导体中的自由电子很少，导电 能力很弱。
漂移运动
P型半导 体
－－－－ － － －－－－ － －
－－－－ － －
－－－－ － －
N型半导 内电场E 体
+ + + +所以+扩+散和漂 移这一对相反
+ + + +的运+动+最终达 + + + +到于平两+衡个+，区相之当间 + + + +没有+电+荷运动，
空间电荷区的 厚度固定不变。
2020年9月28日
在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷 （或锑），晶体点阵中的某些半导体原子被 杂质取代，磷原子的最外层有五个价电子，
其中四个与相邻的半导体原子形成共价键， 必定多出一个电子，这个电子几乎不受束缚， 很容易被激发而成为自由电子，这样磷原子 就成了不能移动的带正电的离子。每个磷原 子给出一个电子，称磷为施主杂质。
2020年9月28日
10
硅原子 磷原子
2020年9月28日
N型半导体
Si
Si
多余电子
P
Si
N型硅表示 +
11
P型半导体
硅或锗 +少量硼 P型半导体
在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，
如硼（或铝,铟），晶体点阵中的某些半导体
原子被杂质取代，硼原子的最外层有三个价
电子，与相邻的半导体原子形成共价键时，
掺杂灵敏性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电 能力明显改变(可做成各种不同用途的半导 体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。
2020年9月28日
3
1.1.2 本征半导体、P型半导体及N型半导体
第1章 半导体
1.1 半导体二极管 1.2 双极型晶体三极管 1.3 集成运算放大器及其应用
2020年9月28日
1
1.1 半导体二极管
1.1.1 半导体材料
半导体：导电能力介于导体和绝缘体 之间的某些物质。如硅、锗、硒和砷化镓 等都是半导体。
2020年9月28日
2
半导体的导电特性：
热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强 (可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。
P型半导 体
－－－－ － － －－－－ － －
－－－－ － －
－－－－ － －
N型半导 内电场E 体
+ +++++ + + 内移+电运+场 动越越+ 强强+，，就而使漂漂移 + + 使+空+间电+ 荷+区加宽。
+ +++++
扩散的结果是使空间电
荷区逐渐变薄。
2020年9月28日
扩散运动
17
PN结处载流子的运动
扩散运动
18
1.1.3半导体二极管及其特性
• 半导体二极管的核心部分就是一个PN结。 P区引出端叫正极(或阳极)，N区引出端 叫负极(或阴极)。二极管一般采用文字符 号“D”表示，箭头所指方向是PN结正 向电流的方向，它表示二极管具有单向导 电性。
2020年9月28日
19
1.二极管的单向导电性 二极管的正向接法: P区加高电压、N区加低电压。
二极管的反向接法: P区加低电压、N区加高电压。
2020年9月28日
20
PN结正向偏置
空间电荷区变薄
P
－+
+
－+
－+ 正向电流
－+
N _
内电场减弱，使扩散加强， 扩散漂移，正向电流大
2020年9月28日
21
PN结反向偏置 空间电荷区变厚
P _
－－ + +
N
－－ + +
+
－－ + +
－－ + +
反向饱和电流 很小，A级
1.本征半导体
现代电子学中，用的最多的半导体是硅(14)和锗 32)，它们的最外层电子（价电子）都是四个。
Si 硅原子
2020年9月28日
Ge
锗原子
4
在硅和锗晶体中，每个原子与其相邻的原 子之间形成共价键，共用一对价电子。形成共 价键后，每个原子的最外层周围电子是八个， 构成稳定结构。
共价键就是相邻两个原子中的价电子作为 共用电对而形成的相互作用力。共价键有很强 的结合力，使原子规则排列，形成晶体。
P型半导体
2020年9月28日
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
N型半导体
14
PN 结的形成
在同一片半导体基片上，分别制造P 型半导体和N型半导体，经过载流子的 扩散，在它们的交界面处就形成了PN结。
PN结形成空间电荷区,内电场由N区 指向P区。
2020年9月28日
15
产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚电子
来填补，使得硼原子成为不能移动的带负电
的离子。由于硼原子接受电子，所以称硼为
受主杂质。
2020年9月28日
12
硅原子 空穴
P型半导体 Si SiBiblioteka 硼原子BSi
P型硅表示
空穴被认为带一个单位的正电荷，并且
可以移动 2020年9月28日
13
杂质半导体的示意表示法
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
内电场加强，使扩散停止，
PN结处载流子的运动
漂移运动
P型半导 体
N型半导 内电场E 体
－－－－ － － + + + + + +
－－－－ － － + + + + + +
－－－－ － － + + + + + +
－－－－ － － + + + + + +
空间电荷区
(耗尽层)
2020年9月28日
扩散运动
16
PN结处载流子的运动
漂移运动
2020年9月28日
8
2.杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量的杂质， 就会使半导体的导电性能发生显著变化。
其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度 大大增加。载流子：电子，空穴
N型半导体（多数载流子为电子，电子 导电型半导体）
P型半导体（多数载流子为空穴，空穴 导电型半导体）
2020年9月28日
9
N型半导体 硅或锗 +少量磷 N型半导体
当温度升高或受到光照后,共价键中 的价电子挣脱共价键束缚,成为自由电子, 称为本征激发。
2020年9月28日
7
本征激发后留下的空位称为空穴。空 穴和电子一样可以参与导电,是带正电荷的 载流子。
本征激发中产生的两种载流子总是成 对出现的。实际上,在自由电子-空穴对产 生的过程中,还同时存在复合过程。温度 一定时,激发和复合达到平衡。
排列完全一致的晶体称为单晶。完全纯净
的、结构完整的半导体晶体，称为本征半导体，
无光照和未受热时不导电。
2020年9月28日
5
硅和锗的共价键结构
+4表示除 去价电子 后的原子
+4
+4
+4
+4
2020年9月28日
共价键共 用电子对
6
共价键中的两个电子被紧紧束缚在 共价键中，称为束缚电子，常温下束缚 电子很难脱离共价键成为自由电子，因 此本征半导体中的自由电子很少，导电 能力很弱。
漂移运动
P型半导 体
－－－－ － － －－－－ － －
－－－－ － －
－－－－ － －
N型半导 内电场E 体
+ + + +所以+扩+散和漂 移这一对相反
+ + + +的运+动+最终达 + + + +到于平两+衡个+，区相之当间 + + + +没有+电+荷运动，
空间电荷区的 厚度固定不变。
2020年9月28日
在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷 （或锑），晶体点阵中的某些半导体原子被 杂质取代，磷原子的最外层有五个价电子，
其中四个与相邻的半导体原子形成共价键， 必定多出一个电子，这个电子几乎不受束缚， 很容易被激发而成为自由电子，这样磷原子 就成了不能移动的带正电的离子。每个磷原 子给出一个电子，称磷为施主杂质。
2020年9月28日
10
硅原子 磷原子
2020年9月28日
N型半导体
Si
Si
多余电子
P
Si
N型硅表示 +
11
P型半导体
硅或锗 +少量硼 P型半导体
在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，
如硼（或铝,铟），晶体点阵中的某些半导体
原子被杂质取代，硼原子的最外层有三个价
电子，与相邻的半导体原子形成共价键时，