什么叫PN结的单向导电性
高二物理竞赛课件PN结及其单向导电性(1)
PN结及其单向导电性
PN结的形成
在一块本征半导体在两侧通过扩散
不同的杂质,分别形成P型半导体和N型
半导体。此时将在P 型半导体和N型半
导体的结合面上形成如下物理过程:
P
两侧载流子存在浓度差
空间电荷区 （PN结）
耗尽层
内电场
N
多子扩散运动:空穴：PN；电子NP 空穴和电子产生复合
3. 反向电流IR
—二极管未击穿时的反向电流。
4. 最高工作频率fM
—二极管工作的上限频率。
半导体二极管
.4 二极管的等效电路
1. 理想模型
iD
2.恒压降模型
iD
3. 折线模型
iD
0
uD
0
Uon uD
0
U on
uD
U on
r Uon D
含有二极管电路的分析方法：首先判断电路中二极管的状态（导通/截止）， 方法可以先假设二极管断开，然后观察（或经过计算）阳、阴两极间是正向 电压还是反向电压，若是前者则二极管导通，否则截止。判断完二极管状态 再采用不同模型分析电路。
mV
半导体二极管
二极管的结构
半导体二极管按其结构的不同，可分为点接触型、面接 触型和平面型。
点接触型二极管
面接触型二极管
平面型二极管
半导体二极管
.2 二极管的伏-安特性
反向击穿电压 U BR
iD
uD
开启电压 Uon导通压降 硅：0.5V 硅：0.7V 锗：0.1V 锗：0.3V
iD
锗
反向击穿电压 UBR 反向饱和电流 0
→多子扩散形成正向电流I F
P型半导体 空间电荷区 N型半导体
PN结的特性(8)
扩散运动>漂移运动
扩散电流占主导： 形成正向电流IF
正向电流IF随VF增加 很快，PN结表现为一 个很小的电阻(R小)
电位 V
VF VO-VF VO
PN结的特性
1. PN结的单向导电性——外加反向电压 (反偏)
多子扩散困难，
21 P
VR 12
N
扩散电流≈0
IR
少子漂移占主导 形成反向电流IR
反向电流IR很小，
PN结的特性
反向饱和电流
2. PN结的(10V-8-~I1特0-1性4A)
PN结的V-I 特性表达式:
反向饱和电流
iD IS (evD VT 1)
VT ——温度的电压当量
VT
kT q
波耳兹曼常数 1.38*10-23J/K
T=300k时，VT＝26mV
死区电压 （门坎电压）
正偏: v D
VT，iD
模拟电子技术
知识点：PN结的特性
1. PN结的单向导电性 2. PN结的V-I特性 3. PN结的反向击穿
PN结的特性
1. PN结的单向导电性
• 没有偏置
• 正偏
• 反偏
PN结的3种工作模式
PN结的特性
1. PN结的单向导电性——外加正向电压 (正偏)
PN结的平衡状态被打破
IF
12
P
VF 21
N 内电场ε0 外电场εF
➢ 2种：雪崩击穿和齐纳击穿
知识点：PN结的特性
1. PN结的单向导电性 2. PN结的V-I特性 3. PN结的反向击穿
R很大！
内电场ε0 外电场εR
IR的大小取决于温度！ 而与外加反压几乎无关！
电位 V
PN结的形成及PN结工作原理（单向导电）讲解
PN结的形成及PN结工作原理（单向导电）讲解PN结的形成如果把一块本征半导体的两边掺入不同的元素，使一边为P型，另一边为N型，则在两部分的接触面就会形成一个特殊的薄层，称为PN结。
PN结是构成二极管、三极管及可控硅等许多半导体器件的基础。
PN结载流子的扩散运动如右图所示是一块两边掺入不同元素的半导体。
由于P型区和N 型区两边的载流子性质及浓度均不相同，P型区的空穴浓度大，而N 型区的电子浓度大，于是在交界面处产生了扩散运动。
P型区的空穴向N型区扩散，因失去空穴而带负电；而N型区的电子向P型区扩散，因失去电子而带正电，这样在P区和N区的交界处形成了一个电场（称为内电场）。
PN结内电场的建立PN结内电场的方向由N区指向P区，如右图所示。
在内电场的作用下，电子将从P区向N区作漂移运动，空穴则从N区向P区作漂移运动。
经过一段时间后，扩散运动与漂移运动达到一种相对平衡状态，在交界处形成了一定厚度的空间电荷区叫做PN结，也叫阻挡层，势垒。
PN结的工作原理如果将PN结加正向电压，即P区接正极，N区接负极，如右图所示。
由于外加电压的电场方向和PN结内电场方向相反。
在外电场的作用下，内电场将会被削弱，使得阻挡层变窄，扩散运动因此增强。
这样多数载流子将在外电场力的驱动下源源不断地通过PN结，形成较大的扩散电流，称为正向电流。
由此可见PN结正向导电时，其电阻是很小的。
加反向电压时PN 结变宽，反向电流很小如果PN结加反向电压，如右图所示，此时，由于外加电场的方向与内电场一致，增强了内电场，多数载流子扩散运动减弱，没有正向电流通过PN结，只有少数载流子的漂移运动形成了反向电流。
由于少数载流子为数很少，故反向电流是很微弱的。
因此，PN结在反向电压下，其电阻是很大的。
由以上分析可以得知：PN结通过正向电压时可以导电，常称为导通；而加反向电压时不导电，常称为截止。
这说明：PN结具有单向导电性。
pn结单向导电性
pn 结单向导电性
单向导电性
PN 结加正向电压时，可以有较大的正向扩散电流，即呈现低电阻，我们称PN 结导通；PN 结加反向电压时，只有很小的反向漂移电流，呈现高电阻，我们称PN 结截止。
这就是PN 结的单向导电性。
PN 结的单向导电性
PN 结具有单向导电性，若外加电压使电流从P 区流到N 区，PN 结呈低阻性，所以电流大；反之是高阻性，电流小。
如果外加电压使：PN 结P 区的电位高于N 区的电位称为加正向电压，简称正偏；PN 结P 区的电位低于N 区的电位称为加反向电压，简称反偏。
（1）PN 结加正向电压时的导电情况。
模拟电子技术基础期末考试试题及答案
《模拟电子技术》模拟试题一一、填空题：（每空1分共40分）1、PN结正偏时（导通），反偏时（截止），所以PN结具有（单向）导电性。
2、漂移电流是（温度）电流，它由（少数）载流子形成，其大小与（温度）有关，而与外加电压（无关）。
3、所谓理想二极管，就是当其正偏时，结电阻为（0 ），等效成一条直线；当其反偏时，结电阻为（无穷），等效成断开；4、三极管是（电流）控制元件，场效应管是（电压）控制元件。
5、三极管具有放大作用外部电压条件是发射结（正偏），集电结（反偏）。
6、当温度升高时，晶体三极管集电极电流Ic（变小），发射结压降（不变）。
7、三极管放大电路共有三种组态分别是（共基）、（共射）、（共集）放大电路。
8、为了稳定三极管放大电路的静态工作点，采用（电压并联）负反馈，为了稳定交流输出电流采用（串联）负反馈。
9、负反馈放大电路和放大倍数AF=（1/（1/A+F）），对于深度负反馈放大电路的放大倍数AF=（1/F ）。
10、带有负反馈放大电路的频带宽度BWF=（1+AF ）BW，其中BW=（），（）称为反馈深度。
11、差分放大电路输入端加上大小相等、极性相同的两个信号，称为（共模）信号，而加上大小相等、极性相反的两个信号，称为（差模）信号。
12、为了消除乙类互补功率放大器输出波形的（交越）失真，而采用（甲乙）类互补功率放大器。
13、OCL电路是（）电源互补功率放大电路；OTL电路是（）电源互补功率放大电路。
14、共集电极放大电路具有电压放大倍数（），输入电阻（），输出电阻（）等特点，所以常用在输入级，输出级或缓冲级。
15、差分放大电路能够抑制（）漂移，也称（）漂移，所以它广泛应用于（）电路中。
16、用待传输的低频信号去改变高频信号的幅度称为（），未被调制的高频信号是运载信息的工具，称为（）。
17、模拟乘法器输出与输入的关系式是U0=（），电路符号是（）。
二、选择题（每空2分共30分）1、稳压二极管是一个可逆击穿二极管，稳压时工作在（）状态，但其两端电压必须（），它的稳压值Uz才有导通电流，否则处于（）状态。
电子电路中复习试卷
第10章电子电路中常用的元件习题参考答案一、填空题：1. PN结的单向导电性指的是PN结正向偏置时导通，反向偏置时阻断的特性。
2. 硅晶体管和锗晶体管工作于放大状态时，其发射结电压U BE分别为0.7V 和0.3 V。
3. 晶体三极管有两个PN结，分别是发射结和集电结，分三个区域饱和区、放大区和截止区。
晶体管的三种工作状态是放大状态、饱和状态和截止状态。
4. 一个NPN三极管发射结和集电结都处于正偏，则此三极管处于饱和状态；其发射结和集电结都处于反偏时，此三极管处于截止状态；当发射结正偏、集电结反偏时，三极管为放大状态。
5. 物质按导电能力强弱可分为导体、绝缘体和半导体。
6. 本征半导体掺入微量的三价元素形成的是P型半导体，其多子为空穴。
7. 某晶体三极管三个电极的电位分别是：V1＝2V，V2＝1.7V，V3＝－2.5V，可判断该三极管管脚“1”为发射极，管脚“2”为基极，管脚“3”为集电极，且属于锗材料PNP型三极管。
8. 稳压管是一种特殊物质制造的面接触型硅二极管，工作在特性曲线的反向击穿区。
二、判断题：1.在P型半导体中，空穴是多数载流子，电子是少数载流子。
（对）2. 二极管两端加上正向电压就一定会导通。
（错）3. 用万用表测试晶体管好坏时，应选择欧姆档中比较大的量程。
（错）4. PNP管放大电路中，U CC的极性为负，说明发射结反偏，集电结正偏。
（错）5. 晶体管可以把小电流放大成大电流。
（对）6. 晶体管可以把小电压放大成大电压。
（错）7. 晶体管可用较小电流控制较大电流。
（对）8. 如果晶体管的集电极电流大于它的最大允许电流I CM，则该管被击穿。
（错）9. 二极管若工作在反向击穿区，一定会被击穿。
（错）三、选择题：1. 处于截止状态的三极管，其工作状态为（B）。
A、发射结正偏，集电结反偏；B、发射结反偏，集电结反偏；C、发射结正偏，集电结正偏；D、发射结反偏，集电结正偏。
2. P型半导体是在本征半导体中加入微量的（ A ）元素构成的。
PN结介绍
PN结介绍一．什么是PN结采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗）基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称PN结。
PN结具有单向导电性。
一块单晶半导体中，一部分掺有受主杂质是P型半导体，另一部分掺有施主杂质是N型半导体时，P 型半导体和N型半导体的交界面附近的过渡区称为PN结。
PN结有同质结和异质结两种。
用同一种半导体材料制成的PN 结叫同质结，由禁带宽度不同的两种半导体材料制成的PN结叫异质结。
制造PN结的方法有合金法、扩散法、离子注入法和外延生长法等。
制造异质结通常采用外延生长法。
P型半导体（P指positive，带正电的）：由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的三价元素组成，会在半导体内部形成带正电的空穴；N型半导体（N指negative，带负电的）：由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的五价元素组成，会在半导体内部形成带负电的自由电子。
二、PN结的单向导电性PN结具有单向导电性，若外加电压使电流从P区流到N区，PN结呈低阻性，所以电流大；反之是高阻性，电流小。
如果外加电压使：PN结P区的电位高于N区的电位称为加正向电压，简称正偏；PN结P区的电位低于N区的电位称为加反向电压，简称反偏。
符号：电路中的画法：三、PN结的击穿特性当反向电压增大到一定值时，PN结的反向电流将随反向电压的增加而急剧增加，这种现象称为PN结的击穿，反向电流急剧增加时所对应的电压称为反向击穿电压，如上图所示，PN结的反向击穿有雪崩击穿和齐纳击穿两种。
1、雪崩击穿阻挡层中的载流子漂移速度随内部电场的增强而相应加快到一定程度时，其动能足以把束缚在共价键中的价电子碰撞出来，产生自由电子—空穴对新产生的载流子在强电场作用下，再去碰撞其它中性原子，又产生新的自由电子—空穴对，如此连锁反应，使阻挡层中的载流子数量急剧增加，象雪崩一样。
雪崩击穿发生在掺杂浓度较低的PN结中，阻挡层宽，碰撞电离的机会较多，雪崩击穿的击穿电压高。
14章 题库——半导体器件+答案
管正向压降为 0.7V。正确的答案为
。
图 14-2-22
A． D1 导通、D2 截止、UAB=0.7V B． D1 截止、D2 导通、UAB=-5.3V
C． D1 导通、D2 导通、UAB=0.7V D． D1 截止、D2 截止、UAB=12V
23、本征半导体掺入 5 价元素后成为
。
A．本征半导体
B． N 型半导体
图 14-3-10 11、在图 14-3-11 所示电路中，设 D 为理想二极管，已知输入电压 ui 的波形。试画出 输出电压 uo 的波形图。
图 14-3-11
12、某人检修电子设备时，用测电位的办法，测出管脚①对地电位为－6.2V；管脚②对 地电位为－6V；管脚③对地电位为－9V，见图 14-3-12 所示。试判断各管脚所属电极及 管子类型（PNP 或 NPN）。
25、下图 14-1-25 中 D1-D3 为理想二极管，A，B，C 灯都相同，其中最亮的灯是 灯。
图 14-1-25
26、测得某 NPN 管的 VBE＝0.7V，VCE＝0.2V，由此可判定它工作在_______区。
27、当 PN 结反偏时，外加电场与内电场方向相
，使空间电荷区宽度变
。
28、测得放大电路中某三极管的三个管脚 A、B、C 的电位分别为 6V、2.2V、2.9V，则 该三极管的类型为______，材料为______，并可知管脚______为发射极。
29、某晶体管的发射极电流等于 1mA，基极电流等于 20µA，则它的集电极电流等于 ______mA。
二、选择题
1、 判断下图 14-2-1 所示电路中各二极管是否导通，并求 A，B 两端的电压值。设二极
管正向压降为 0.7V。正确的答案为
- 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)。
什么叫PN结的单向导电性
1.什么叫PN结的单向导电性？PN结加正向电压？PN结加反向电压？(p123)
PN结加正向电压是指P区接电位，N 区接电位。
PN结具有向导电性是指PN结加向电压导通，加向电压截止。
2. 常温下硅管及锗管的死区电压，正向导通电压各为多少伏？0.5，0.2，0.7，0.3伏(p125)
3.三极管工作在放大区，饱和区，截止区的外部条件各是什么？(p147) (自己做p146/6-6，
4. 三极管工作在放大区的外部条件是发射结偏，集电结偏；
三极管工作在饱和区的外部条件是发射结偏，集电结偏；
三极管工作在截止区的外部条件是发射结偏或偏，集电结偏。
5.NPN型三极管实现放大作用的条件是：PNP型三极管实现放大作用的条件是：
A、V E>V B >V C
B、V C>V B > V E
C、V B>V E。
>V C
D、V C>V E > V B
6.假设下列各管均为硅管，根据三极管各极对
地的电位，判断三极管为硅管还是锗管，为NPN型还是PNP型，工作状态为放大、饱和，还是截止：
(自己做p147/6-13 p147/6-14 )
V1为硅管, ，为型，为状态V3为锗管,为型，为状态
7.在晶体管放大电路中，测得晶体管的各个电极的电位如图1.1所示，该晶体管的类型是Ａ．NPN型硅管
Ｂ．PNP型硅管
Ｃ．NPN型锗管
2V 6V
Ｄ．PNP型锗管
1.3V
8.直流稳压电源一般由哪4部分组成？每部分作用是什么？(p210 )
并联型稳压电路中，稳压二极管主要工作在反向 区。
( p216 p218 )
9.试写出单相（半）全波整流输出电压公式？ V O =0.45V 2 V O =0.9V 2 ？ (p211/212) 试写出单相（半）全波整流再滤波后输出电压公式？V O =1.0V 2 V O =1.2V 2
？
(p213)
10.画出与，或，非，与非，或非 ，异或门的逻辑符号，写出逻辑表达式，（p229-233） 与门电路的逻辑功能是 ， ； 或门电路的逻辑功能是 ， 。
与
非
门
电
路
的
逻
辑
功
能
是 ， ；
或门电路的逻辑功能是 ， 。
异
或
门
电
路
的
逻
辑
功
能
是 ， ；
11.根据所给定的逻辑电路，写出输出的L 逻辑函数表达式，并对应写出其逻辑功能口诀：
=
1 A &
A A B
B
B
12 （时序）组合逻辑电路在任意时刻的输出状态，只取决于该时刻的 （p237）
A 、电压高低
B 、电流大小
C 、输入状态
D 、电路状态
13. 根据下图所示的逻辑电路，写出输出F 的逻辑表达式;根据输入波形画出输出F 的波形。
（书上有习题，要自己做 p248/10-7 10/9） F=ABC+A B C+AB C =AC+AB
14.画出下降沿触发的边沿JK 触发器的逻辑符号(，列出其真值表，写出其特征方程设触发器的初始状态为0，输入信号如图所示,其输形， (p257)；
A
B C
A
B
C
(a ) 化简前逻辑图
(b ) 化简后逻辑图
1
＆
≥1＆
＆
＆
1
＆
≥
F
A B
Y
& ≥1
C
，
J CP K
Q Q J K
Q Q 曾用符号
J CP K
1J 1K Q Q
国标符号
CP C1J K Q n
Q
n+1
功能
0 0 0 0 0 1 0 1 n n Q Q =+1 保持
0 1 0 0 1 1 0 0 01=+n Q 置
0 1 0 0 1 0 1
1 1 11=+n Q 置1
1 1 0 1 1 1
1 0
n
n Q
Q =+1 翻转
CP J K。