《电工电子技术》课件 第5章 常用半导体器.pptx

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1、电工电子技术全套课件 制作人：Ppt制作者时间：2024年X月目录第第1 1章章 课程简介课程简介第第2 2章章 半导体材料半导体材料第第3 3章章 PN PN结与二极管结与二极管第第4 4章章 晶体管晶体管第第5 5章章 功率半导体器件功率半导体器件第第6 6章章 课程总结课程总结 0101第1章 课程简介 课程背景 电工电子技术是现代电子信息技术领域的基础课程之一 本课程将重点介绍常用半导体器件的特性和应用 课程目标 了解半导体器件的种类与特性 掌握半导体器件的工作原理 能够应用半导体器件解决实际问题 授课方式授课方式理论课程讲解与实例分析理论课程讲解与实例分析相结合，实践课程通过实相结合

2、，实践课程通过实验操作加深理解。验操作加深理解。期末考试期末考试考察学生对整个课程的综合掌考察学生对整个课程的综合掌握情况握情况实践实验成绩实践实验成绩通过实验操作检验学生的实际通过实验操作检验学生的实际操作能力操作能力 考核方式平时作业平时作业定期布置作业，检验学生对知定期布置作业，检验学生对知识掌握情况识掌握情况额外学习资料推荐几本经典教材参考书籍提供相关网站链接在线资源附带详细实验操作指南实验指导 0202第2章 半导体材料 半导体是一种导电能力介于导体和绝缘体之间的材料半导体的定义0103根据禁带宽度、导带和价带的位置划分为不同类型的半导体半导体的分类02具有电子器件应用中的良好特性，

3、如调制、放大、开关等半导体的特性半导体材料最常用的半导体材料之一，广泛应用于电子器件制造硅(Si)材料用于高频、光电子器件，具有优良的性能特点砷化镓(GaAs)材料用于光电器件制造，具有特殊的光电性能硒化镉(CdSe)材料 P P型半导体型半导体掺入少量三价元素，形成空穴，掺入少量三价元素，形成空穴，导电性增强导电性增强半导体的半导体的P-NP-N结结NN型和型和P P型半导体组成的结构，型半导体组成的结构，具有整流和放大作用具有整流和放大作用 半导体的掺杂NN型半导体型半导体掺入少量五价元素，增加自由掺入少量五价元素，增加自由电子，导电性增强电子，导电性增强半导体的能带理半导体的能带理论论半

4、导体能带理论是研究半半导体能带理论是研究半导体中价带和导带之间能导体中价带和导带之间能量带隙的理论。当半导体量带隙的理论。当半导体材料形成晶体时，价带和材料形成晶体时，价带和导带之间存在一定的带隙，导带之间存在一定的带隙，这个带隙决定了半导体的这个带隙决定了半导体的导电性能。带隙越小，导导电性能。带隙越小，导电性能越好。电性能越好。半导体的能带理论半导体中的价带和导带是由原子轨道重叠形成的能带的形成价带和导带之间的能量差称为带隙，影响半导体的导电性能能带的带隙外加电场或光照等外部因素会影响半导体能带的移动能带的移动 0303第3章 PN结与二极管 PNPN结的形成结的形成PNPN结是一种半导体

5、结构，结是一种半导体结构，由由P P型半导体和型半导体和N N型半导体型半导体组成。组成。PNPN结具有正向电压结具有正向电压下导通、反向电压下截止下导通、反向电压下截止的特性。在电工电子技术的特性。在电工电子技术中，中，PNPN结常被用于二极管、结常被用于二极管、晶体管等器件中。晶体管等器件中。PN结的应用将交流电转换为直流电的电路整流电路用于信号放大的电路放大电路将直流电转换为交流电的电路逆变电路 实际二极管特性实际二极管特性正向电阻存在压降正向电阻存在压降反向电阻有限反向电阻有限开启电压较高开启电压较高二极管的工作原理二极管的工作原理正向电压导通正向电压导通反向电压截止反向电压截止参与电

6、路中起整流、稳压等作参与电路中起整流、稳压等作用用 PN结二极管原理理想二极管特性理想二极管特性零阻态正向电阻零阻态正向电阻无穷大的反向电阻无穷大的反向电阻瞬时导通瞬时导通二极管参数测试在实际应用中，对二极管的参数进行测试是非常重要的。正向电压、反向电压和反向漏电流是常见的测试项目。正向电压测试可以验证二极管的导通特性，反向电压测试可以判断二极管的耐压性能，反向漏电流测试则可以检测二极管的反向导通情况。验证二极管的导通特性正向电压测试0103检测二极管的反向导通情况反向漏电流测试02判断二极管的耐压性能反向电压测试二极管的应用将交流电转换为直流电的电路整流电路用于信号放大的电路放大电路将直流电

7、转换为交流电的电路逆变电路 0404第4章 晶体管 晶体管的发展历史发明于1947年第一代晶体管应用于通信领域第二代晶体管集成度更高第三代晶体管 NPNNPN型晶体管型晶体管NPNNPN型晶体管由型晶体管由n n型材料型材料夹在两片夹在两片p p型材料之间组成型材料之间组成。当基极施加正电压时，。当基极施加正电压时，电流从集电极到发射极流电流从集电极到发射极流动，实现放大作用。动，实现放大作用。开关电路开关电路控制电路的通断控制电路的通断用于逻辑电路用于逻辑电路振荡电路振荡电路产生高频信号产生高频信号用于无线电设备用于无线电设备 晶体管的应用放大电路放大电路将微弱信号放大将微弱信号放大常用于音

8、频放大器常用于音频放大器检测静态性能静态参数测试0103考察温度对参数影响温度影响测试02检测动态工作情况动态参数测试晶体管的特性晶体管是一种半导体器件，具有放大、开关和振荡等功能。它可以通过调节输入信号实现对电流的控制。晶体管在电子设备中有着广泛的应用，是现代电子技术的重要组成部分。0505第5章 功率半导体器件 功率二极管的特功率二极管的特性性功率二极管是一种半导体功率二极管是一种半导体器件，具有单向导电特性，器件，具有单向导电特性，常用于电源电路中。其主常用于电源电路中。其主要特点包括低通态压降、要特点包括低通态压降、高反向耐压、快速开关速高反向耐压、快速开关速度等。功率二极管的特性度等

9、。功率二极管的特性使得其在各种功率电路中使得其在各种功率电路中得到广泛应用。得到广泛应用。功率二极管的应用将交流电转换为直流电整流电路用于电源开关控制开关电源实现直流到交流的转换逆变电路用于电力系统中电能质量改善场效应晶体管场效应晶体管场效应晶体管是一种主动场效应晶体管是一种主动器件，包括器件，包括MOSFETMOSFET和和IGBTIGBT等类型。其工作原理等类型。其工作原理是通过外加电压控制电流，是通过外加电压控制电流，具有高输入阻抗和低输出具有高输入阻抗和低输出电阻等特点。场效应晶体电阻等特点。场效应晶体管广泛应用于功率放大、管广泛应用于功率放大、开关控制等领域。开关控制等领域。场效应晶

10、体管的应用用于信号放大功率放大用于开关电源等开关控制实现电能转换逆变器改善电力系统功率因数功率因素校正功率集成电路功率集成电路是将多种功能集成在一块芯片上的电路，具有高度集成、可靠性高等特点。功率集成电路种类繁多，包括PWM控制器、电源管理IC等，广泛应用于电源、驱动等领域。可靠性高可靠性高避免电路板连接问题避免电路板连接问题提高系统稳定性提高系统稳定性功耗低功耗低节能环保节能环保延长设备使用寿命延长设备使用寿命易于设计易于设计简化系统设计流程简化系统设计流程提高开发效率提高开发效率功率集成电路的优势高度集成高度集成整合多种功能模块整合多种功能模块减小系统板面积减小系统板面积提供稳定电源电源管

11、理0103实现不同电压输出逆变器设计02控制各种电机驱动控制功率半导体器件功率半导体器件的散热设计的散热设计功率半导体器件在工作时功率半导体器件在工作时会产生大量热量，需要散会产生大量热量，需要散热器来进行散热，以保证热器来进行散热，以保证器件稳定工作。散热器的器件稳定工作。散热器的选取应考虑器件功率、工选取应考虑器件功率、工作环境等因素，评估散热作环境等因素，评估散热效果并注意散热设计。效果并注意散热设计。0606第6章 课程总结 重点回顾包括材料的导电性、能带结构等半导体材料的特性介绍PN结形成及二极管的工作原理PN结与二极管的原理详解晶体管的放大作用和控制原理晶体管的工作原理探讨功率半导

12、体器件在电力控制中的应用功率半导体器件的应用学习收获学习收获在学习电工电子技术课程在学习电工电子技术课程中，我对电子器件的工作中，我对电子器件的工作原理和应用有了更深入的原理和应用有了更深入的了解。掌握了半导体器件了解。掌握了半导体器件的相关知识，也开始思考的相关知识，也开始思考如何将所学知识应用于实如何将所学知识应用于实际工程项目中。际工程项目中。展望未来不断提升技术水平，跟随行业发展深入学习电子技术领域关注最新技术趋势，创新应用持续探索半导体器件的新应用积极参与行业交流，拓展人脉参与电子技术行业的发展 课程评价在本章节中，学生们通过课程学习获得了丰富的知识，对课程内容进行了积极反馈。教学团队也根据学生反馈不断优化教学方法，提出课程改进建议，为学生提供更好的学习体验。课程评价对课程内容、教学方式的评价学生反馈教师对课程教学的反思和总结教学反思针对课程的改进建议和优化方向课程改进建议 下次再会