第1章半导体二极管三极管和场效应管优秀PPT.ppt
《第1章半导体二极管三极管和场效应管优秀PPT.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第1章半导体二极管三极管和场效应管优秀PPT.ppt(57页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第1章半导体二极管三极管和场效应管现在学习的是第1页,共57页一、电子技术的发展 很大程度上反映在元器件的发展上很大程度上反映在元器件的发展上:1947年年 贝尔实验室制成第一只晶体管贝尔实验室制成第一只晶体管1958年年 集成电路集成电路1969年年 大规模集成电路大规模集成电路1975年年 超大规模集成电路超大规模集成电路 第一片集成电路只有第一片集成电路只有4个晶体管,而个晶体管,而1997年一片集年一片集成电路中有成电路中有40亿个晶体管。有科学家预测,集成度还亿个晶体管。有科学家预测,集成度还将按将按10倍倍/6年的速度增长,到年的速度增长,到2015或或2020年达到饱年达到饱和。
2、和。现在学习的是第2页,共57页二、模拟信号与模拟电路二、模拟信号与模拟电路1.电子电路中信号的分类电子电路中信号的分类数字信号数字信号:离散性:离散性 模拟信号:连续性。大多数物理量为模拟信号模拟信号:连续性。大多数物理量为模拟信号。2.模拟电路模拟电路 模拟电路:对模拟量进行处理的电路。最基本的处理是对信号模拟电路:对模拟量进行处理的电路。最基本的处理是对信号的放大。的放大。放大的本质:能量的控制放大的本质:能量的控制 有源元件:能够控制能量的元件。如晶体管、场效应管有源元件:能够控制能量的元件。如晶体管、场效应管现在学习的是第3页,共57页三、三、“模拟电子技术基础模拟电子技术基础”课程
3、的特点课程的特点 1、工程性、工程性 实际工程需要证明其可行性。强调定性分析实际工程需要证明其可行性。强调定性分析。实际工程在满足基本性能指标的前提下总是容许存实际工程在满足基本性能指标的前提下总是容许存 在一定的误差范围的。在一定的误差范围的。定量分析为定量分析为“估算估算”。近似分析要近似分析要“合理合理”。抓主要矛盾和矛盾的主要方面。抓主要矛盾和矛盾的主要方面。电子电路归根结底是电路。不同条件下构造不同模型。电子电路归根结底是电路。不同条件下构造不同模型。2.实践性实践性 常用电子仪器的使用方法常用电子仪器的使用方法 电子电路的测试方法电子电路的测试方法 故障的判断与排除方法故障的判断与
4、排除方法现在学习的是第4页,共57页四、如何学习这门课程四、如何学习这门课程1.掌握基本概念、基本电路和基本分析方法掌握基本概念、基本电路和基本分析方法 基本概念:概念是不变的,应用是灵活的,基本概念:概念是不变的,应用是灵活的,“万变不离万变不离其宗其宗”。基本电路:构成的原则是不变的,具体电路是多种多样基本电路:构成的原则是不变的,具体电路是多种多样的。的。基本分析方法:不同类型的电路有不同的性能指标和描述方法,基本分析方法:不同类型的电路有不同的性能指标和描述方法,因而有不同的分析方法。因而有不同的分析方法。2.学会辩证、全面地分析电子电路中的问题学会辩证、全面地分析电子电路中的问题 根
5、据需求,最适用的电路才是最好的电路。根据需求,最适用的电路才是最好的电路。要研究利弊关系,通常要研究利弊关系,通常“有一利必有一弊有一利必有一弊”。3.注意电路中常用定理在电子电路中的应用注意电路中常用定理在电子电路中的应用现在学习的是第5页,共57页五、课程的目的五、课程的目的1.掌握基本概念、基本电路、基本分析方法和基本实验技能。掌握基本概念、基本电路、基本分析方法和基本实验技能。2.具有能够继续深入学习和接受电子技术新发展的能力,以具有能够继续深入学习和接受电子技术新发展的能力,以及将所学知识用于本专业的能力。及将所学知识用于本专业的能力。本课程通过对常用电子元器件、模拟电路及其系统的分
6、析和设本课程通过对常用电子元器件、模拟电路及其系统的分析和设计的学习,使学生获得模拟电子技术方面的基础知识、基础理论计的学习,使学生获得模拟电子技术方面的基础知识、基础理论和基本技能,为深入学习电子技术及其在专业中的应用打下基础。和基本技能,为深入学习电子技术及其在专业中的应用打下基础。建立起系统的观念、工程的观念、科技进步的建立起系统的观念、工程的观念、科技进步的观念和创新意识。观念和创新意识。现在学习的是第6页,共57页1.1.1 导体、半导体和绝缘体导体、半导体和绝缘体导体:导体:自然界中很容易导电的物质称为自然界中很容易导电的物质称为导体导体,金属一般,金属一般都是导体。都是导体。绝缘
7、体:绝缘体:有的物质几乎不导电,称为有的物质几乎不导电,称为绝缘体绝缘体,如橡皮、陶,如橡皮、陶瓷、塑料和石英。瓷、塑料和石英。半导体:半导体:另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间,称为间,称为半导体半导体,如锗、硅、砷化镓和一些硫化,如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。物、氧化物等。1.1 1.1 半导体的导电特性半导体的导电特性现在学习的是第7页,共57页半导体半导体的导电机理不同于其它物质,所以它具有不的导电机理不同于其它物质,所以它具有不同于其它物质的特点。例如:同于其它物质的特点。例如:当受外界热和光的作用时,它的导电能当受外界热和光
8、的作用时,它的导电能 力明显变化。力明显变化。往纯净的半导体中掺入某些杂质,会使往纯净的半导体中掺入某些杂质,会使 它的导电能力明显改变。它的导电能力明显改变。现在学习的是第8页,共57页在热力学温度零度在热力学温度零度和没有外界激发时和没有外界激发时,本征半导体不导电。本征半导体不导电。把纯净的没有结构把纯净的没有结构缺陷的半导体单晶缺陷的半导体单晶称为本征半导体。称为本征半导体。它是共价键结构。它是共价键结构。本征半导体的共价键结构本征半导体的共价键结构硅原子硅原子价电子价电子第第1章章 1.11.1.2 本征半导体本征半导体+4+4+4+4+4+4+4+4+4现在学习的是第9页,共57页
9、+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由电子自由电子空空穴穴本征激发本征激发复合复合在常温下自由电子和空穴的形成在常温下自由电子和空穴的形成成对出现成对出现成对消失成对消失第第1章章 1.1现在学习的是第10页,共57页+4+4+4+4+4+4+4+4+4外电场方向外电场方向外电场方向外电场方向空穴导电的空穴导电的实质是共价实质是共价键中的束缚键中的束缚电子依次填电子依次填补空穴形成补空穴形成电流。故半电流。故半导体中有电导体中有电子和空穴两子和空穴两种载流子。种载流子。空穴移动方向空穴移动方向 电子移动方向电子移动方向 在外电场作用下,在外电场作用下,电子和空穴均能电子和空穴均能参与导电。参
10、与导电。价电子填补空穴价电子填补空穴第第1章章 1.1现在学习的是第11页,共57页+4+4+4+4+4+4+4+41.1.3 1.1.3 P半导体和半导体和N型半导体型半导体1.N 型半导体型半导体在硅或锗的晶体在硅或锗的晶体中中 掺入少量的掺入少量的五价元五价元 素素,如磷如磷,则形成则形成N型半导型半导体。体。磷原子磷原子+4+5多余价电子多余价电子自由电子自由电子正离子正离子第第1章章 1.1现在学习的是第12页,共57页 N 型半导体结构示意图型半导体结构示意图少数载流子少数载流子多数载流子多数载流子正离子正离子在在N型半导中型半导中,电子是多数载流子电子是多数载流子,空穴是少数载流
11、子。空穴是少数载流子。第第1章章 1.1现在学习的是第13页,共57页+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴2.P型半导体型半导体在硅或锗的晶体中在硅或锗的晶体中 掺入少量的三价元掺入少量的三价元 素素,如硼如硼,则形成则形成P 型型半导体。半导体。+4+4硼原子硼原子填补空位填补空位+3负离子负离子第第1章章 1.1现在学习的是第14页,共57页 P 型半导体结构示意图型半导体结构示意图电子是少数载流子电子是少数载流子负离子负离子空穴是多数载流子空穴是多数载流子第第1章章 1.1现在学习的是第15页,共57页P 区区N 区区1.2.1 PN 结的形成结的形成 用专门的制造工艺在同一块半导体单晶
12、上用专门的制造工艺在同一块半导体单晶上,形成形成 P型半导体区域型半导体区域 和和 N型半导体区域型半导体区域,在这两个区域的交界处就形成了一个在这两个区域的交界处就形成了一个PN 结。结。N区的电子向区的电子向P区扩散并与空穴复合区扩散并与空穴复合P区的空穴向区的空穴向N区扩散并与电子复合区扩散并与电子复合空间电荷区空间电荷区内电场方向内电场方向1.2 1.2 PN 结结第第1章章 1.2现在学习的是第16页,共57页多子扩散多子扩散少子漂移少子漂移内电场方向内电场方向空间电荷区空间电荷区P 区区N 区区在一定的条件下,多子扩散与少子漂移达到动态平衡,在一定的条件下,多子扩散与少子漂移达到动
13、态平衡,空间电荷区的宽度基本上稳定下来。空间电荷区的宽度基本上稳定下来。第第1章章 1.2现在学习的是第17页,共57页内电场方向内电场方向E外电场方向外电场方向RI1.2.2 PN 结的单向导电性结的单向导电性P 区区N 区区外电场驱使外电场驱使P区的空穴进入空间区的空穴进入空间电荷区抵消一部分负空间电荷电荷区抵消一部分负空间电荷N区电子进入空间电荷区区电子进入空间电荷区抵消一部分正空间电荷抵消一部分正空间电荷空间电荷区变窄空间电荷区变窄 扩散运动增强,形扩散运动增强,形成较大的正向电流成较大的正向电流1.外加正向电压外加正向电压第第1章章 1.2现在学习的是第18页,共57页P 区区N 区
14、区内电场方向内电场方向ER空间电荷区变宽空间电荷区变宽 外电场方向外电场方向IR2.2.外加反向电压外加反向电压外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走少数载流子越过少数载流子越过PN结形结形成很小的反向电流成很小的反向电流 多数载流子的扩散运动难于进行多数载流子的扩散运动难于进行第第1章章 1.2现在学习的是第19页,共57页1.2.3 PN结电容结电容PN结电容结电容势垒电容势垒电容 扩散电容扩散电容 1.势垒电容势垒电容 PN结中空间电荷的数量随外加电压变化所形结中空间电荷的数量随外加电压变化所形成的电容称为势垒电容,用成的电容称为势垒电容
15、,用 Cb 来表示。势垒电来表示。势垒电容不是常数,与容不是常数,与PN结的面积、空间电荷区的宽度结的面积、空间电荷区的宽度和外加电压的大小有关。和外加电压的大小有关。载流子在扩散过程中积累的电荷量随外加电压变载流子在扩散过程中积累的电荷量随外加电压变化所形成的电容称为扩散电容,用化所形成的电容称为扩散电容,用 Cd 与来示。与来示。PN正偏时,扩散电容较大,反偏时,扩散电容可以正偏时,扩散电容较大,反偏时,扩散电容可以忽略不计。忽略不计。2.扩散电容扩散电容 第第1章章 1.2现在学习的是第20页,共57页 正极引线正极引线触丝触丝N型锗型锗支架支架外壳外壳负极引线负极引线点接触型二极管点接
16、触型二极管1.3.1 二极管的结构和符号二极管的结构和符号二极管的符号二极管的符号正极正极负极负极1.3 1.3 半导体二极管半导体二极管 正极引线正极引线二氧化硅保护层二氧化硅保护层P型区型区负极引线负极引线 面接触型二极管面接触型二极管N型硅型硅PN结结PN结结第第1章章 1.3D现在学习的是第21页,共57页600400200 0.1 0.200.40.850100I/mAU/V正向特性正向特性反向击反向击穿特性穿特性硅管的伏安特性硅管的伏安特性1.3.2 二极管的伏安特性二极管的伏安特性反向特性反向特性死区电压死区电压I/mAU/V0.40.8 40 802460.10.2锗管的伏安特
17、性锗管的伏安特性正向特性正向特性反向特性反向特性0第第1章章 1.3温度的温度的电压当量电压当量现在学习的是第22页,共57页1.3.3 二极管的主要参数二极管的主要参数1.最大整流电流最大整流电流IOM2.反向工作峰值电压反向工作峰值电压URM3.反向峰值电流反向峰值电流IRM 例例1:下图中,已知:下图中,已知VA=3V,VB=0V,DA、DB为锗管,为锗管,求输出端求输出端Y的电位并说明的电位并说明二极管的二极管的作用。作用。解:解:DA优先导通,则优先导通,则VY=30.3=2.7VDA导通后导通后,DB因反偏而截止因反偏而截止,起隔离作用起隔离作用,DA起钳位作用起钳位作用,将将Y端
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 半导体 二极管 三极管 场效应 优秀 PPT
限制150内