二極管及其基本電路講稿ppt課件

1、二極管及其根本電路Fundamental of Electronic TechnologyCTGU.1 半導體的根本知識3 二極管的構(gòu)造類型4 二極管的伏安特性及主要參數(shù)5 特殊二極管2 PN結(jié)的構(gòu)成及特性內(nèi)容.一、 半導體的根本知識 1 半導體資料 2 半導體的共價鍵構(gòu)造 3 本征半導體4 雜質(zhì)半導體. 1 半導體資料 根據(jù)物體導電才干(電阻率)的不同，來劃分導體、絕緣體和半導體。典型的半導體有硅Si和鍺Ge以及砷化鎵GaAs等。. 2 半導體的共價鍵構(gòu)造硅晶體的空間陳列. 2 半導體的共價鍵構(gòu)造硅和鍺的原子構(gòu)造簡化模型及晶體構(gòu)造. 3 本征半導體本征半導體化學成分純真的半導體。它在物理構(gòu)造

2、上呈單晶體形狀?？昭ü矁r鍵中的空位。電子空穴對由熱激發(fā)而產(chǎn)生的自在電子和空穴對。空穴的挪動空穴的運動是靠相鄰共價鍵中的價電子依次充填空穴來實現(xiàn)的。.電子空穴對.空穴的挪動.空穴的挪動.4 雜質(zhì)半導體 在本征半導體中摻入某些微量元素作為雜質(zhì)，可使半導體的導電性發(fā)生顯著變化。摻入的雜質(zhì)主要是三價或五價元素。摻入雜質(zhì)的本征半導體稱為雜質(zhì)半導體。 N型半導體摻入五價雜質(zhì)元素如磷的半導體。 P型半導體摻入三價雜質(zhì)元素如硼的半導體。.N型半導體 因五價雜質(zhì)原子中只需四個價電子能與周圍四個半導體原子中的價電子構(gòu)成共價鍵，而多余的一個價電子因無共價鍵束縛而很容易構(gòu)成自在電子。 在N型半導體中自在電子是多數(shù)載流

3、子多子，它主要由雜質(zhì)原子提供；空穴是少數(shù)載流子少子, 由熱激發(fā)構(gòu)成。 提供自在電子的五價雜質(zhì)原子因帶正電荷而成為正離子，因此五價雜質(zhì)原子也稱為施主雜質(zhì)。. P型半導體 因三價雜質(zhì)原子在與硅原子構(gòu)成共價鍵時，短少一個價電子而在共價鍵中留下一個空穴。 在P型半導體中空穴是多數(shù)載流子，它主要由摻雜構(gòu)成；自在電子是少數(shù)載流子， 由熱激發(fā)構(gòu)成。 空穴很容易俘獲電子，使雜質(zhì)原子成為負離子。三價雜質(zhì) 因此也稱為受主雜質(zhì)。. 本征半導體、雜質(zhì)半導體 本小節(jié)中的有關(guān)概念 自在電子、空穴 N型半導體、P型半導體 多數(shù)載流子、少數(shù)載流子 施主雜質(zhì)、受主雜質(zhì).二、 PN結(jié)的構(gòu)成及特性1 PN結(jié)的構(gòu)成 2 PN結(jié)的單導

4、游電性 3 PN結(jié)的反向擊穿了解 4 PN結(jié)的電容效應(yīng)了解. 1 PN結(jié)的構(gòu)成在一塊本征半導體在兩側(cè)經(jīng)過分散不同的雜質(zhì),分別構(gòu)成N型半導體和P型半導體。 對于P型半導體和N型半導體結(jié)合面，離子薄層構(gòu)成的空間電荷區(qū)稱為PN結(jié)。 在空間電荷區(qū)，由于短少多子，所以也稱耗盡層。 因濃度差空間電荷區(qū)構(gòu)成內(nèi)電場 內(nèi)電場促使少子漂移 內(nèi)電場阻止多子分散 最后,多子的分散和少子的漂移到達動態(tài)平衡。多子的分散運動由雜質(zhì)離子構(gòu)成空間電荷區(qū) . 2 PN結(jié)的單導游電性 當外加電壓使PN結(jié)中P區(qū)的電位高于N區(qū)的電位，稱為加正向電壓，簡稱正偏；反之稱為加反向電壓，簡稱反偏。 (1) PN結(jié)加正向電壓時PN結(jié)加正向電壓時

5、的導電情況 低電阻 大的正向分散電流PN結(jié)的伏安特性.PN結(jié)的伏安特性 2 PN結(jié)的單導游電性 當外加電壓使PN結(jié)中P區(qū)的電位高于N區(qū)的電位，稱為加正向電壓，簡稱正偏；反之稱為加反向電壓，簡稱反偏。 (2) PN結(jié)加反向電壓時PN結(jié)加反向電壓時的導電情況 高電阻 很小的反向漂移電流 在一定的溫度條件下，由本征激發(fā)決議的少子濃度是一定的，故少子構(gòu)成的漂移電流是恒定的，根本上與所加反向電壓的大小無關(guān)，這個電流也稱為反向飽和電流。 . PN結(jié)加正向電壓時，呈現(xiàn)低電阻，具有較大的正向分散電流； PN結(jié)加反向電壓時，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電流。 由此可以得出結(jié)論：PN結(jié)具有單導游電性。. 2 P

6、N結(jié)的單導游電性 (3) PN結(jié)的伏安特性其中PN結(jié)的伏安特性IS 反向飽和電流域值電壓0.5V. PN結(jié)的反向擊穿 當PN結(jié)的反向電壓添加到一定數(shù)值時，反向電流忽然快速添加，此景象稱為PN結(jié)的反向擊穿。反向擊穿不可逆VBR反向擊穿電壓. PN結(jié)的電容效應(yīng) (1) 勢壘電容CB勢壘電容表示圖. PN結(jié)的電容效應(yīng)(2) 分散電容CD分散電容表示圖.三、 二極管 1 半導體二極管的構(gòu)造 2 二極管的伏安特性 3 二極管的參數(shù).1 半導體二極管的構(gòu)造 在PN結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個二極管。二極管按構(gòu)造分有點接觸型、面接觸型和平面型三大類。(1) 點接觸型二極管 PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波

7、和變頻等高頻電路。(a)點接觸型 二極管的構(gòu)造表示圖.(3) 平面型二極管 往往用于集成電路制造藝中。PN 結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。(2) 面接觸型二極管 PN結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。(b)面接觸型(c)平面型(4) 二極管的代表符號. 2 二極管的伏安特性二極管的伏安特性硅二極管2CP10的V-I 特性鍺二極管2AP15的V-I 特性正向特性反向特性反向擊穿特性關(guān)注：域值電壓反向擊穿電壓.3 二極管的參數(shù)(1) 最大整流電流IOM(2) 反向擊穿電壓VBR和最大反向任務(wù)電壓URM(3) 反向電流IRM又稱反向漏電流(4) 正向壓降VF(5) 極間電容CB(6) 最高任務(wù)頻率fM.半導體二極管圖片.四如何用萬用表判別二極管的好壞和正負極1判別二極管的極性用萬用表丈量二極管的極性時， 如下圖，把萬用表的開關(guān)置于R1K或100擋(留意調(diào)零)，各測二極管的正、反向電阻一次，假設(shè)測得阻值小的一次，黑表筆(接內(nèi)電池的正極)所接的一極為二極管的正極，反之，測得阻值大的一次，紅表筆(接內(nèi)電池負極)所接的一極為二極管的正極。.二極管極性的判別.2 判別二極管性能的好壞在判別二極管的極性時，假設(shè)測得正反向的阻值相差越大，表示二極管的單導游電性越