電子技術(shù)發(fā)展史ppt課件

1、1-1,電子技術(shù)的發(fā)展歷史 電子技術(shù)是在19世紀(jì)末葉無(wú)線電發(fā)明之后才 發(fā)展起來(lái)的一門(mén)重要學(xué)科,測(cè)量技術(shù),20世紀(jì)四十年代：晶體管,晶體管與電子管相比: 體積小、重量輕、功耗低、壽命長(zhǎng)。 20世紀(jì)六十年代：集成電路 SSI,里程碑,3 億個(gè)晶體管,4 個(gè)晶體管,LSI,VLSI,20世紀(jì)初：真空管,通信技術(shù),計(jì)算技術(shù),自動(dòng)控制技術(shù),MSI,上一頁(yè),下一頁(yè),返 回,電子技術(shù),1-2,晶體管 第二代電子器件 中、小規(guī)模集成電路 第三代電子器件 大規(guī)模集成電路 第四代電子器件 超大規(guī)模集成電路 第五代電子器件,微電子學(xué) 電力電子學(xué),真空管 第一代電子器件,電子技術(shù),上一頁(yè),下一頁(yè),返 回,1-3,電子

2、技術(shù),1、性質(zhì)：電子技術(shù)是一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課，是研究電子器件應(yīng)用的科學(xué)。電子器件的種類(lèi)很多，他們都是通過(guò)控制電子在不同介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或能量狀態(tài)而產(chǎn)生不同的作用的,2、特點(diǎn),a、非純理論性課程,b、實(shí)踐性很強(qiáng),c、以工程實(shí)踐的觀點(diǎn)處理電路中的一些問(wèn)題,3、內(nèi)容：以器件為基礎(chǔ)，以信號(hào)為主線 研究各種電路的工作原理、特點(diǎn)及性能指標(biāo)等,4、目的：了解一般的常用器件 掌握對(duì)基本電子電路的分析方法及計(jì)算方法,1-4,電容器,上一頁(yè),下一頁(yè),返 回,1-5,電阻器,上一頁(yè),下一頁(yè),返 回,1-6,電感器,上一頁(yè),下一頁(yè),返 回,1-7,雙極型三極管,上一頁(yè),下一頁(yè),返 回,1-8,雙極型三極管,上一頁(yè),下一頁(yè)

3、,返 回,1-9,晶閘管,上一頁(yè),下一頁(yè),返 回,1-10,晶閘管,上一頁(yè),下一頁(yè),返 回,1-11,電子元件圖例,上一頁(yè),下一頁(yè),返 回,1-12,電子元件圖例,上一頁(yè),下一頁(yè),返 回,1-13,電子元件圖例,上一頁(yè),返 回,1-14,第 8 章 半導(dǎo)體器件,8.1 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí),8.2 半導(dǎo)體二極管,8.3 特殊二極管,分析與思考,教學(xué)基本要求,練習(xí)題,8.4 雙極型晶體管,返回主頁(yè),1-15,半導(dǎo)體：導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間。 如：硅、鍺、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等,8.1半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí),定義：純凈的具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè),一） 本征半導(dǎo)體

4、,含有兩種載流子帶負(fù)電的電子、帶正電的空穴 載流子的數(shù)量少且成對(duì)出現(xiàn) 當(dāng)受外界熱和光的作用時(shí)，導(dǎo)電能力明顯變化。 往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，導(dǎo)電能力明顯改變,1-16,共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱(chēng)為束縛電子 常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成為自由電子 因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少 所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱,形成共價(jià)鍵后，每個(gè)原子的最外層電子是八個(gè)，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體,共價(jià)鍵共用電子對(duì),本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理,1-17,本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理,在絕對(duì)0度（T=0K）和沒(méi)有外界激發(fā)時(shí),價(jià)電子完全被共價(jià)鍵束縛著，沒(méi)有可以運(yùn)動(dòng)的帶電粒子（即載

5、流子），它的導(dǎo)電能力為 0，相當(dāng)于絕緣體,在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為自由電子，同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱(chēng)為空穴,本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子 即帶負(fù)電的自由電子和帶正電的空穴,本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度,溫度越高，載流子的濃度越高，因此其導(dǎo)電能力越強(qiáng)。 溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個(gè)重要的外部因素 這是半導(dǎo)體的一大特點(diǎn),1-18,二） 雜質(zhì)半導(dǎo)體,P 型半導(dǎo)體,N 型半導(dǎo)體,空穴數(shù)量 自由電子數(shù)量,多數(shù)載流子,少數(shù)載流子,自由電子數(shù)量 空穴數(shù)量,與濃度有關(guān),與溫度有關(guān),靠空穴導(dǎo)電,靠自由電子導(dǎo)電,定義：滲入少量雜質(zhì)的半導(dǎo)體,形成：

6、向本征半導(dǎo)體中滲入適量的 3 價(jià)元素,形成：向本征半導(dǎo)體中滲入適量的 5 價(jià)元素,1-19,P型半導(dǎo)體,N型半導(dǎo)體,擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬,漂移使空間電荷區(qū)變薄,擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到平衡，空間電荷區(qū)的厚度固定不變,三）PN結(jié),稱(chēng)為PN結(jié),1） PN 結(jié)的形成,1-20,1） PN 結(jié)的形成,在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造P 型半導(dǎo)體和N 型半導(dǎo)體，經(jīng)過(guò)載流子的擴(kuò)散、漂移，在它們的交界面處就形成了PN 結(jié),擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)：多數(shù)載流子由濃度差形成的運(yùn)動(dòng),漂移運(yùn)動(dòng)：少數(shù)載流子在內(nèi)電場(chǎng)作用下形成的運(yùn)動(dòng),1-21,R,E,一、正向特性PN 結(jié)正向偏置,P,N,_,內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子的擴(kuò)

7、散加強(qiáng)能夠形成較大的擴(kuò)散電流,I,2）PN結(jié)的特性,擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng),較大,1-22,二、反向特性PN 結(jié)反向偏置,N,P,_,內(nèi)電場(chǎng)被被加強(qiáng)，多子的擴(kuò)散受抑制。少子漂移加強(qiáng)，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的反向電流,R,E,I0,擴(kuò)散運(yùn)動(dòng) 漂移運(yùn)動(dòng),1-23,PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?正向偏置時(shí)，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài) 呈現(xiàn)正向電阻很小，電流較大,反向偏置時(shí)，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài) 呈現(xiàn)反向電阻很大，電流較小,反向電流受溫度影響較大,通過(guò)分析可知,1-24,8.2 半導(dǎo)體二極管,一、基本結(jié)構(gòu),PN 結(jié)加上管殼和引線，就成為半導(dǎo)體二極管,點(diǎn)接觸型,面接觸型,二極管的電路符號(hào),1-25,正向,U,I,V,mA

8、,1、正向特性： 當(dāng)正向電壓超過(guò)死區(qū)電 壓后，二極管導(dǎo)通,二、伏安特性,1-26,I,導(dǎo)通壓降 硅管0.7V,鍺管0.3V,死區(qū)電壓 硅管0.5V, 鍺管0.2V,正向,伏,毫安,2、反向特性： 反向飽和電流,擊穿時(shí)反向電流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐模踔吝^(guò)熱而燒壞,硅管：幾A,鍺管：幾百A,反向擊穿電壓,1-27,3、近似和理想伏安特性,考慮二極管導(dǎo)通電壓時(shí)的伏安特性,忽略二極管導(dǎo)通電壓時(shí)的伏安特性,硅管：0.6-0.7V,鍺管：0.2-0.3V,1、近似特性,2、理想特性,1-28,三、主要參數(shù),1. 額定正向平均電流（最大整流電流 ）IF,二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許流過(guò)二極管的最大正向平均電流,3. 最高反向工作電壓UR,指不被擊穿所允許的最大反向電壓，手冊(cè)上給出的最高反向工作電壓,4. 反向電流 IRm,指二極管加反向峰值工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流大，說(shuō)明管子的單向?qū)щ娦圆?，因此反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要比硅管大幾十到幾百倍,選擇和使用二極管的依據(jù),2. 正向電壓降UF,IF所對(duì)應(yīng)的電壓,1-29,四、二極管的主要應(yīng)用,應(yīng)用一、鉗制電位的作用,例8.2.1 已知：DA和DB為硅二極管，求下列情況下輸出電壓UF的值。（1,1