第一编第5章——晶体管基础知识
第5章 常用半导体器件
扩散运动
PN结处载流子的运动
漂移运动
P型半导体
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
内电场E N型半导体
所以扩散和漂
+ + + + + + 移这一对相反
的运动最终达 + + + + + + 到平衡，相当
+
+
+
+
+
+
于两个区之间 没有电荷运动
+
+
+
+
+
+
，空间电荷区 的厚度固定不
可见因热激发而出现的自由电子和空穴是 同时成对出现的，称为电子空穴对。
归纳
本征半导体的导电机理
本征半导体中存在数量相等的两种载流
子，即自由电子和空穴。
本征半导体的导电能力取决于载流子的
浓度。
温度越高载流子的浓度越高本征半
导体的导电能力越强。
2. 杂质半导体
在本征半导体中掺入某些微量杂质。
2. PN结加反向电压时的导电情况
外加的反向电压有一部分 降落在PN结区，方向与PN 结内电场方向相同，加 强了内在电一场定。的内温电度场条对件多下 子，扩由散本运征动激的发阻决碍定增的强少，子 扩浓散度电是流一大定大的减，小故。少此子时形 P成N结的区漂的移少电子流在是内恒电定场的的， 作基用本下上形与成所的加漂反移向电电流压大的 于大扩小散无电关流，，这可个忽电略流扩也散称 电为流反，向P饱N结和呈电现流高。阻性。
因浓度差
多子的扩散运动由杂质离子形成空间电荷区
《电子技术基础》复习要点
《电子技术基础》复习要点课程名称：《电子技术基础》适用专业：2018级电气工程及其自动化（业余）辅导教材：《电子技术基础》张志恒主编中国电力出版社复习要点第一章半导体二极管1.本征半导体❑单质半导体材料是具有4价共价键晶体结构的硅Si和锗Ge。
❑导电能力介于导体和绝缘体之间。
❑特性：光敏、热敏和掺杂特性。
❑本征半导体：纯净的、具有完整晶体结构的半导体。
在一定的温度下，本征半导体内的最重要的物理现象是本征激发（又称热激发），产生两种带电性质相反的载流子（空穴和自由电子对），温度越高，本征激发越强。
◆空穴是半导体中的一种等效+q的载流子。
空穴导电的本质是价电子依次填补本征晶体中空位，使局部显示+q电荷的空位宏观定向运动。
◆在一定的温度下，自由电子和空穴在热运动中相遇，使一对自由电子和空穴消失的现象称为复合。
当热激发和复合相等时，称为载流子处于动态平衡状态。
2．杂质半导体❑在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。
体现的是半导体的掺杂特性。
◆P型半导体：在本征半导体中掺入微量的3价元素（多子是空穴，少子是电子）。
◆N型半导体：在本征半导体中掺入微量的5价元素（多子是电子，少子是空穴）。
❑杂质半导体的特性◆载流子的浓度：多子浓度决定于杂质浓度，几乎与温度无关；少子浓度是温度的敏感函数。
◆体电阻：通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。
◆在半导体中，存在因电场作用产生的载流子漂移电流（与金属导电一致），还才能在因载流子浓度差而产生的扩散电流。
3.PN结❑在具有完整晶格的P型和N型半导体的物理界面附近，形成一个特殊的薄层（PN结）。
❑PN结中存在由N区指向P区的内建电场，阻止结外两区的多子的扩散，有利于少子的漂移。
❑PN结具有单向导电性：正偏导通，反偏截止，是构成半导体器件的核心元件。
◆正偏PN结（P+，N-）：具有随电压指数增大的电流，硅材料约为0.6-0.8V，锗材料约为0.2-0.3V。
◆反偏PN结（P-，N+）：在击穿前，只有很小的反向饱和电流Is。
贝尔实验室晶体管 原理
贝尔实验室晶体管原理
贝尔实验室晶体管的原理主要是通过控制材料内的电子流，实现对电路的放大和控制。
1947年12月23日，威廉·肖克利、约翰·巴丁和沃尔特·布拉顿在美国贝尔实验室发现了一种新型半导体器件——晶体管。
他们在实验室中使用了一个硅片和几根金属线制作出了世界上第一个晶体管。
晶体管的基本原理是“放大”，即用小电流去控制大电流。
此外，贝尔实验室在20世纪50年代还推动了数字交换机、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）等重大发明，这些都体现了晶体管在电子技术中的重要作用和其背后的物理原理。
计算机基础知识_题库（对错）
计算机基础知识_题库（对错）第⼀章计算机基础知识⼀、判断正误题1、第⼆计算机的主存采⽤了磁芯存储器。
2、第⼀代计算机的主存采⽤了磁⿎。
3、计算机辅助设计是⼈⼯智能的应⽤领域之⼀。
4、CA T指的是计算机辅助教学。
5、汇编语⾔和机器指令是⼀⼀对应的。
6、CAD指的是计算机辅助测试7、计算机辅助测试是⼈⼯智能的应⽤领域之⼀。
8、⼀个字节等于7个⼆进制位。
9、计算机病毒是因程序长时间运⾏使内存⽆法负担⽽产⽣的。
10、CAI指的是计算机辅助设计。
11、 ASCII编码是⽤来表⽰汉字的。
12、 CAM指的是计算机辅助教学。
13、微型计算机属于数字模拟混合式计算机。
14、第三计算机的核⼼部件是晶体管。
15、对于给定的计算机，每次存放和处理的⼆进制数的位数是可以变化的。
16、按接收和处理信息⽅式分类把计算机分为数字计算机、模拟计算机。
17、字长为16位的计算机,其机器数可表⽰的最⼤正数为128。
18、 CAD指的是计算机辅助教学。
19、在计算机内部，⽤"+"号表⽰正数。
20、按⽤途对计算机进⾏分类把计算机分为通⽤型计算机和专⽤型计算机。
21、计算机病毒可以通过⽹络进⾏传播。
22、计算机软件分为基本软件和应⽤软件两⼤部分。
23、CAI指的是计算机辅助测试。
24、机器语⾔编写的程序能被计算机直接执⾏。
25、数字计算机只能处理数字量。
26、计算机内部最⼩的的信息单位是⼀个⼆进制位。
27、BASIC语⾔属于⾼级语⾔。
28、计算机病毒是⼀种可以⾃我繁殖的特殊程序。
29、⼈⼯智能是指⽤计算机来模仿⼈的智能。
30、CAM指的是计算机辅助制造。
31、CAT指的是计算机辅助设计。
32、从数据的安全性考虑，应对硬盘中的重要数据定期备份。
33、专家系统是⼈⼯智能的应⽤领域之⼀。
34、在计算机中，所谓多媒体信息就是指存储在磁盘、光盘和打印纸等多种不同媒体上的信息35、利⽤计算机进⾏⾃动控制，可以降低⾃动控制系统的成本、提⾼⾃动控制准确性。
第5章-电力晶体管GTR
0
I b3
t
图5.4 理想的基极驱动电流波形
5.4
GTR的驱动电路
2、贝克钳位电路.
为了提高GTR的工作速度，都以抗饱和的贝克钳位电路作为基本电路。
它使GTR工作在准饱和状态，提高了器件开关过程的快速性能，因此成为一
1）控制开通GTR时，驱动电流前沿要陡（小于1 s），
并有一定的过冲电流，以缩短开通时间，减小开通损耗。 2）GTR导通后，应相应减小驱动电流，使GTR处于准饱
和导通状态，且使之不进入放大区和深饱和区，以降低 驱动功率，缩短储存时间。 3）GTR关断时，应迅速加上足够大的反向基极电流，迅速 抽取基区的剩余载流子，确保GTR快速关断，并减小关 断损耗。 5）GTR的驱动电路要具有自动保护功能，以便在故障状态
• 在电力电子技术的范围内，GTR与BJT这两个名称 等效。
应用
• 20世纪80年代以来，在中、小功率范围内取代晶闸 管，但目前又大多被IGBT和电力MRSFET取代。
5.1
GTR的结构和工作原理
基极b 发射极c 基极b
P+
N+
P+
P基区
N漂移区
N+衬底
c b
e
集电极c
空穴流 ib
Eb
ic=ib
极间漏电流IceR、集射极间饱和压降Uces、开通时间tRn和关 断时间tRff (此外还有)： 1) 最高工作电压
GTR上电压超过规定值时会发生击穿
击穿电压不仅和晶体管本身特性有关，还与外电路接法有关。
实际使用时，为确保安全，最高工作电压要比UceR低得多。
5.3
GTR的主要参数
2) 集电极最大允许电流IcM
电子技术基础与技能
电子技术基础与技能《电子技术基础与技能》编写大纲概述0.1电信号的处理与测量知识与技能点：模拟信号；数字信号；电信号的处理和转换；电信号特性的测量；电子测量仪器仪表。
0.2电子电路的组成与识读知识与技能点：电子电路的组成；电原理图和框图的识读；GB/T4728电气图形符号标准；印制电路板；集成电路。
0.3 常用器件的成型与插装焊接知识与技能点：导线的加工；元器件引线的加工；焊料与焊接工具；元器件的插装焊接；焊接技术的发展。
习题本章小结第一章晶体二极管及其应用1.1半导体的基本特性知识与技能点：常见的半导体材料；半导体的三个主要特性； P型、N型半导体的形成。
1.2晶体二极管1知识与技能点：普通晶体二极管的结构、电路符号和单向导电性；普通晶体二极管的伏安特性、主要参数；特殊二极管的外形特征和功能；晶体二极管的极性和质量优劣的判别；二极管在电子技术领域的应用。
1.3二极管整流、滤波电路知识与技能点：二极管单相整流、滤波电路的作用及其工作原理；三相整流电路的组成与特点；二极管单相桥式整流、滤波电路的焊接；二极管单相桥式整流、滤波电路相关电量参数和波形的测量；整流电路元件的选用；电容滤波电路输出电压的估算。
习题本章小结第二章晶体三极管及放大电路基础2.1晶体三极管知识与技能点：晶体三极管的结构及符号；晶体三极管电流放大特性；晶体三极管特性曲线、主要参数、温度对特性的影响；晶体三极管引脚和质量优劣的判别；三极管器件手册的查阅。
2.2放大电路的构成与分析知识与技能点：基本共射放大电路的构成和主要元件的作用；电路中电压、电流符号的规定；静态工作点对放大波形的影响；三极管的静态工作点的测量与调整；放大器直流通路与交流通路；小信号放大器2性能指标的含义；共射、共集和共基三种放大电路的电路构成特点；静态工作点、输入电阻、输出电阻和电压放大倍数的估算。
2.3放大电路静态工作点的稳定知识与技能点：温度对放大器静态工作点的影响；分压式偏置放大电路的工作原理；分压式偏置放大电路的搭接、静态工作点的调整；集电极-基极偏置放大器电路图的识读；*2.4多级放大电路知识与技能点：三种耦合方式的优缺点；多级放大电路的级间耦合方式的区分；多级放大器的增益和输入、输出电阻的概念；幅频特性指标的重要性；多级放大器在工程中的应用。
半导体器件物理施敏答案
半导体器件物理施敏答案【篇一：施敏院士北京交通大学讲学】t>——《半导体器件物理》施敏 s.m.sze,男，美国籍，1936年出生。
台湾交通大学电子工程学系毫微米元件实验室教授，美国工程院院士，台湾中研院院士，中国工程院外籍院士，三次获诺贝尔奖提名。
学历：美国史坦福大学电机系博士（1963），美国华盛顿大学电机系硕士（1960），台湾大学电机系学士（1957）。
经历：美国贝尔实验室研究（1963-1989），交通大学电子工程系教授（1990-），交通大学电子与资讯研究中心主任（1990-1996），国科会国家毫微米元件实验室主任（1998-），中山学术奖（1969），ieee j.j.ebers奖（1993），美国国家工程院院士（1995）, 中国工程院外籍院士 (1998)。
现崩溃电压与能隙的关系，建立了微电子元件最高电场的指标等。
施敏院士在微电子科学技术方面的著作举世闻名，对半导体元件的发展和人才培养方面作出了重要贡献。
他的三本专著已在我国翻译出版，其中《physics of semiconductor devices》已翻译成六国文字，发行量逾百万册；他的著作广泛用作教科书与参考书。
由于他在微电子器件及在人才培养方面的杰出成就,1991年他得到了ieee 电子器件的最高荣誉奖（ebers奖），称他在电子元件领域做出了基础性及前瞻性贡献。
施敏院士多次来国内讲学，参加我国微电子器件研讨会；他对台湾微电子产业的发展，曾提出过有份量的建议。
主要论著：1. physics of semiconductor devices, 812 pages, wiley interscience, new york, 1969.2. physics of semiconductor devices, 2nd ed., 868 pages, wiley interscience, new york,1981.3. semiconductor devices: physics and technology, 523 pages, wiley, new york, 1985.4. semiconductor devices: physics and technology, 2nd ed., 564 pages, wiley, new york,2002.5. fundamentals of semiconductor fabrication, with g. may,305 pages, wiley, new york,20036. semiconductor devices: pioneering papers, 1003 pages, world scientific, singapore,1991.7. semiconductor sensors, 550 pages, wiley interscience, new york, 1994.8. ulsi technology, with c.y. chang,726 pages, mcgraw hill, new york, 1996.9. modern semiconductor device physics, 555 pages, wiley interscience, new york, 1998. 10. ulsi devices, with c.y. chang, 729 pages, wiley interscience, new york, 2000.课程内容及参考书：施敏教授此次来北京交通大学讲学的主要内容为《physics ofsemiconductor device》中的一、四、六章内容，具体内容如下：chapter 1: physics and properties of semiconductors1.1 introduction 1.2 crystal structure1.3 energy bands and energy gap1.4 carrier concentration at thermal equilibrium 1.5 carrier-transport phenomena1.6 phonon, optical, and thermal properties 1.7 heterojunctions and nanostructures 1.8 basic equations and exampleschapter 4: metal-insulator-semiconductor capacitors4.1 introduction4.2 ideal mis capacitor 4.3 silicon mos capacitorchapter 6: mosfets6.1 introduction6.2 basic device characteristics6.3 nonuniform doping and buried-channel device 6.4 device scaling and short-channel effects 6.5 mosfet structures 6.6 circuit applications6.7 nonvolatile memory devices 6.8 single-electron transistor iedm，iscc, symp. vlsi tech.等学术会议和期刊上的关于器件方面的最新文章教材：? s.m.sze, kwok k.ng《physics of semiconductordevice》,third edition参考书：? 半导体器件物理(第3版)(国外名校最新教材精选)(physics of semiconductordevices) 作者:(美国)(s.m.sze)施敏 (美国)(kwok k.ng)伍国珏译者:耿莉张瑞智施敏老师半导体器件物理课程时间安排半导体器件物理课程为期三周，每周六学时，上课时间和安排见课程表：北京交通大学联系人：李修函手机：138******** 邮件：lixiuhan@案2013~2014学年第一学期院系名称：电子信息工程学院课程名称：微电子器件基础教学时数： 48授课班级： 111092a,111092b主讲教师：徐荣辉三江学院教案编写规范教案是教师在钻研教材、了解学生、设计教学法等前期工作的基础上，经过周密策划而编制的关于课程教学活动的具体实施方案。
微电子器件 第4版 第 5 章 半导体异质结器件
材料1
材料2
由两种不同材料所构成的结就是异质结。如果这两种材料都是 半导体，则称为半导体异质结；如果这两种材料是金属和半导 体，则称为金属-半导体接触，这包括Schottky结和欧姆接触。
• 半导体异质结可根据界面情况分成三种 • 晶格匹配突变异质结；当两种半导体的晶格常数近似
V
k0T
EC
n10
exp
qV k0T
在稳定情况下，P型区半导体中注入的少子的运动连续性方
程是
Dn1
d
2n1 x
dx 2
n1x n10
n1
0
其通解是
Ec 1 2
n1x
n10
A exp
x Ln1
B exp
x Ln1
应用边界条件
n1x
n10
n10
exp
qV k0T
1
exp
制作步骤：
1、在GaAs衬底上采用MBE（分子束外延）等技术连续 生长出高纯度的GaAs层和n型AlGaAs层；
2、然后进行台面腐蚀以隔离有源区；
3、 接着制作Au·Ge/Au 的源、漏欧姆接触 电极，并通过反应 等离子选择腐蚀去 除栅极区上面的n型 GaAs层；
4、最后在n型AlGaAs 表面积淀Ti/Pt/Au栅 电极。
HEMT是通过栅极下面的肖特基势垒来控制GaAs/AlGaAs 异质结的2-DEG的浓度而实现控制电流的。
由于肖特基势垒的作用和电子向未掺杂的GaAs层转移，栅极 下面的N型AlGaAs层将被完全耗尽。
转移到未掺杂GaAs层中的 电子在异质结的三角形势阱 中即该层表面约10nm范围 内形成2-DEG；这些2-DEG 与处在AlGaAs层中的杂质 中心在空间上是分离的，不
《大学计算机基础》第五版-第1-4章课后习题答案
第一章1.计算机的发展经历了那几个阶段？各阶段的主要特征是什么?a）四个阶段：电子管计算机阶段;晶体管电路电子计算机阶段;集成电路计算机阶段；大规模集成电路电子计算机阶段。
b）主要特征：电子管计算机阶段：采用电子管作为计算机的逻辑元件；数据表示主要是定点数；用机器语言或汇编语言编写程序。
晶体管电路电子计算机阶段：采用晶体管作为计算机的逻辑元件,内存大都使用铁金氧磁性材料制成的磁芯存储器.集成电路计算机阶段：逻辑元件采用小规模集成电路和中规模集成电路。
大规模集成电路电子计算机阶段:逻辑元件采用大规模集成电路和超大规模集成电路。
2.按综合性能指标分类,计算机一般分为哪几类?请列出各计算机的代表机型.高性能计算机(曙光），微型机（台式机算机)，工作站(DN—100），服务器（Web服务器）。
3.信息与数据的区别是什么?信息：对各种事物的变化和特征的反映，又是事物之间相互作用和联系表征。
数据：是信息的载体。
4.什么是信息技术？一般是指一系列与计算机等相关的技术。
5.为什么说微电子技术是整个信息技术的基础?晶体管是集成电路技术发展的基础，而微电子技术就是建立在以集成电路为核心的各种半导体器件基础上的高新电子技术。
6.信息处理技术具体包括哪些内容？3C含义是什么?a）对获取的信息进行识别、转换、加工，使信息安全地存储、传送,并能方便的检索、再生、利用，或便于人们从中提炼知识、发现规律的工作手段。
b）信息技术、计算机技术和控制技术的总称7.试述当代计算机的主要应用。
应用于科学计算、数据处理、电子商务、过程控制、计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机集成制造系统、多媒体技术和人工智能等。
第二章1.简述计算机系统的组成。
由硬件系统和软件系统组成2.计算机硬件包括那几个部分？分别说明各部分的作用。
a）主机和外设b）主机包括中央处理器和内存作用分别是指挥计算机的各部件按照指令的功能要求协调工作和存放预执行的程序和数据。
第1章计算机基础知识
1.第一台电子计算机是1946年在美国诞生的，该机的英文缩写是ENIAC。
2. 第一台电子数字计算机使用的主要元器件是电子管。
3.人们习惯于将计算机的发展划分为四代，划分的主要依据是计算机所使用的主要元器件。
4.第一台电子数字计算机的运算速度为每秒5000次。
5.第一代计算机的主要应用领域是军事和国防。
6.形成冯.诺伊曼计算机基本结构是在第一代计算机时代，编程采用机器语言和汇编语言。
7.第一代计算机体积大、耗电多、性能低，其主要原因是制约于元器件。
8. 第二代电子计算机的主要元件是晶体管。
9.第二代计算机的运算速度大约为每秒几十万次。
10.计算机发展过程中，提出操作系统概念和开始出现鼠标，并作为输入设备是在第二代计算机的时代。
11.开创计算机处理文字和图形的新阶段是在第二代计算机的时代。
12. 第三代计算机采用的主要电子器件为小规模集成电路。
13. 以集成电路为基本元件的第三代计算机出现的时间为1965-1970。
14. 出现分时操作系统和出现结构化程序设计方法是在第三代计算机的时代。
15. 第三代计算机的运算速度大约是每秒100万次。
16.当前的计算机一般被认为是第四代计算机，它所采用的逻辑元件是大规模、超大规模集成电路。
17.以微处理器为核心组成的微型计算机属于计算机的第四代。
18.LSI的含义是大规模集成电路，VLSI的含义是超大规模集成电路。
19.现代计算机之所以能够自动、连续地进行数据处理，主要是因为具有存储程序的功能。
20.第四代计算机问世的标志是1971年，Intel推出微处理器4004。
21.计算机可分为数字计算机、模拟计算机和混合计算机，这种分类是依据处理数据的方式。
22.以数字量作为运算对象的计算机称为电子数字计算机。
23.用连续变化的模拟量作为运算量的计算机是电子模拟计算机。
24.既可以接收、处理和输出模拟量，也可以接收、处理和输出数字量的计算机是数模混合计算机。
25.将计算机分为通用计算机、专用计算机两类的分类标准是计算机使用范围。
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(2)N型半导体 N型半导体—掺入了微量五价元素后,使本 征半导体的自由电子数目显著增加,从而改 善了半导体的导电性能. 由于自由电子数目远远多于空穴数目,因此 对于N型半导体来讲,它的导电能力主要取 决于自由电子数目,故称为电子型半导体. N型半导体中电流主要是电子电流.
三.晶体二极管及其特性和参数
(一)二极管的结构.符号.类型 1.结构: 1)管芯:一个PN结 2)电极:管子引出线. P区引出线称正(阳)极,N区引出线称负 (阴 )极
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2.二极管的符号:
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3.二极管的类型:
(1)型号：按照国家标准GB249—74的规 定，国产二极管的型号由五个部分组成 (见下表):
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2.本征半导体 Si(硅) Ge(锗) 1)本征半导体—纯净且完整的半导体（因 其结构似晶体，故由其制作的器件称晶 体管。 本征半导体的载流子：电子和空穴。
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电子—空穴成对出现称电子—空穴对。
空穴—电子摆脱束缚离开原子核而流下的空位
复合—自由电子和空穴成对结合的过程 本征半导体的电中性—自由电子数目等于空穴的 数目.
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２.反向特性：对应曲线Ｏ—Ｃ—Ｄ段， 二极管处于反向偏置状态。
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反向截止区：对应曲线Ｏ－Ｃ段，当二 极管承受反向电压UR时，二极管呈现很 大电阻，形成很小的反向电流IR，一段 范围内IR不随反向电压的增加而改变， 反向电流IR称为反向饱和电流IS，实际 使用中，IS值越小越好，一般硅管在几 十微安以下，锗管则达到几百毫安
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反向击穿区:(曲线C－Ｄ段） 当反向电 压增大到超过某一值时(图中C点),反向 电流急剧增大,这种现象称为反向击穿,C 点对应的电压称为反向击穿电压UBR， 需要注意的是，二极管凡响击穿时并不 一定损坏器件只是当反向击穿电流超过 一定限定值时，ＰＮ结过热才造成永久 性损坏。
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(三)晶体二极管主要参数 1.最大整流电流IFM 常称为晶体二极管的额定工作电流,它指 长期使用时允许流过二极管的最大正向 平均电流. 2.最高反向工作电压(峰值)URM 常称为晶体二极管的额定工作电压,它指 为了保证二极管不致反向击穿规定的最 高反向电压.
上一页. 1.二极管的标记. 从外形封装上判别,一般印有色圈(常见 银色,深兰色)表示负极;或在外壳一端制 成圆形结构表示负极.
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一.整流电路:由变压器,整流电路,滤波电 路组成.
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整流变压器:把输入的交流电压值变换为 整流电路所要求的交流电压值. 整流电路:由整流器件组成,它把交流电 变换为方向不变,但大小随时间变化的脉 动直流电.
负载:使用直流电的设备
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整流电路是利用整流二极管的单向导电 性来完成交流电变为直流电的过程的电 路.
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特性分析: 1.正向特性:对应特性曲线Ｏ—Ａ—Ｂ段， 二极管处于正向偏置状态.
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不导通区：对应曲线Ｏ—Ａ段，所对应 的电压叫死区电压，一般硅二极管约为 ０.５Ｖ，锗二极管为０.２Ｖ 导通区：对应曲线Ａ—Ｂ段，二极管正 向电压称为正向压降.硅二极管约为０. ７Ｖ，锗二极管为０.３Ｖ。这个电压比 较稳定，几乎不随流过的电流大小而改 变.
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(三)三相桥式整流电路 1.电路组成 三相桥式整流电路如下图所示. 整流变压器为Δ /Y接法的三相变压 器,V1V3V5共阴极接法,V2V4V6共阳极接法
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2.工作原理
在t1~t2时间内:共阴极联接的二极管中阳 极电位最高的U相电压,故V1优先导通,由 于V1的导通使V3,V5承受反偏.共阳极联接 的二极管中阴极电位最低的为V相电压, 故V4优先导通,而V2,V6由于V4的导通处 于反偏状态.此时电流通路为:U→ V1→ RL→ V4→ V→ N.输出电压近似等于变压 器次级线电压UUV,如上图(C)所示t1~t2段
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由此可见,在交流电一个周期内,二极管 半个周期导通,半个周期截止,以后又周 期重复上述过程.在负载RL上形成上图所 示的电流,电压波形.由于在负载上可得 到一个单向的半波脉动电流(电压),故称 为半波整流.
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3.单相半波整流电路的计算. (1)负载支流电压UL UL是指在一个周期中输出电压的平均值.
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输入交流电压负半周,A端为负,B端为正. 二极管V2.V4正偏导通,二极管V1.V3反偏 截止,电流IL2通路是B→ V4→ RL→ V2→ A,如上图(b)所示,负载上得到另一个半波 电压,如上图(b)所示(t1~t2段)
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由此可见,在交流输入电压的正负半周时, 都有同一方向的电流流过RL,四只二极管 中两组轮流导通. IL=IL1+IL2在负载上得到全波脉动的直流 电压和电流,如下图(b)(c)所示.所以这种 整流电路又称为全波整流电路,也称为单 相桥式全波整流电路.
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(二)单相桥式整流电路 1.电路的组成 如下图所示,由于电路中四只二极管接成 电电桥形式,所以被称为桥式整流电路, 这种电路有时被画成下图(b),(c)形式
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2.工作原理
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设U2为交流电压的正半周,此时:A端为 正,B端为负.二极管V1.V3正偏导通,二极 管V2V4反偏截止.电流IL1的通路是A→ V1→ RL→ B,如上图(a)所示,负载上得到 一个半波电压,如上图所示(0~t1段)
第五章 晶体管基础知识
第一节 晶体二极管 第二节 整流与虑波电路 第三节 晶体三极管 第四节 单级放大电路 第五节 稳压电路 本章小节
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5-1 晶体二极管
一.半导体材料及其特性
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1.导体半导体和绝缘体
1)导体——导电性能良好的物质。 导电性能和导电能力的决定因素——物 质内部载流子的特性和多少
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自由电子和空穴都可作空间运动的载流 子，各自形成电流，其运动方向相反， 但形成的电流方向相同，如下图所示
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半导体导电的特点—同时存在电子和空 穴导电（与导体在导电原理上的最大差 别） 半导体材料的导电能力取决于载流子的 数目，本征半导体在常温下产生的电 子—空穴对很少，所以其导电性能较差.
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二.PN结及其单向导电性
1.PN结的形成: 载流子的扩散和漂移运动形成PN结.
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2.PN结的单向导电性
当PN结加上正向电压时,PN结处于导通 状态;当PN结处于导通反向电压时,PN结 处于截止状态.这就是PN结的重要特 性——单向导电性
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二.电容器滤波电路
滤波电路—为了减少脉动程度，即滤去 整流输出电压中的交流成分以便得到平 滑的直流电压，要采用滤除交流成分的 电路.
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1.电容器滤波电路组成.
电容器滤波电路如下图所示.该电路为桥 式整流电容滤波电路.
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当电路接通电源时,从正半周的零值开始 增大,此时,V1,V3正偏导通而V2,V4反偏截 止.电流分作两路,:一路向负载供电(IL), 一路向电容C充电.如上图(a)所示.
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半导体的热敏性—当环境温度升高，电 子—空穴对的数目将显著增多，其导电 性能显著提高的特性. 此外，半导体还具有光敏（光照下）， 磁敏（磁场下）和压敏（承受电压）等 特性.
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3.P型半导体和N型半导体（P—空穴型 N——电子型）
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(1)P型半导体—由于掺入了微量三价元 素，使本征半导体的空穴数目显著增加， 从而改善了半导体的导电性能 由于空穴数目远远多于电子数目，因此 对P型半导体来讲，它的能力主要取决 于空穴数，故称为空穴型半导体. P型半导体中电流主要是空穴电流.
U2 I F I L 0.45 RL
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(4)整流二极管最大反向电压URM 反向截止时,二极管承受全部U2的反向电压, 所以URM就是U2的峰值电压,即
U RM
2U 2 1.41U 2
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单相半波整流的特点是电路简单,使用器 件少,但是输出电压脉动大,并且整流效 率低(约40%).只适用于小功率以及对输 出电压波形和整流效率要求不高的设备 中.
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在t2~t3时间内:U相仍为最高,而W相变为 最低,故V1和V6导通,此时电流路径 是:U→ V1→ RL→ V6→ W→ N.输出电压 近似等于变压器次级线电压UUW,如上图 (c)所示t2~t3
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在t3~t4时间内:V相变为最高,W相仍为最 低,故V3和V6导通,此时电流路径是:U→ V3→ RL→ V6→ W→ N.输出电压近似等 于变压器次级线电压UVW,如上图(c) 所示 t3~t4