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(dǎo)體的根本知識(shí)3 二極管的構(gòu)造類(lèi)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(dǎo)體的根本知識(shí) 1 半導(dǎo)體資料 2 半導(dǎo)體的共價(jià)鍵構(gòu)造 3 本征半導(dǎo)體4 雜質(zhì)半導(dǎo)體. 1 半導(dǎo)體資料 根據(jù)物體導(dǎo)電才干(電阻率)的不同，來(lái)劃分導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。典型的半導(dǎo)體有硅Si和鍺Ge以及砷化鎵GaAs等。. 2 半導(dǎo)體的共價(jià)鍵構(gòu)造硅晶體的空間陳列. 2 半導(dǎo)體的共價(jià)鍵構(gòu)造硅和鍺的原子構(gòu)造簡(jiǎn)化模型及晶體構(gòu)造. 3 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體化學(xué)成分純真的半導(dǎo)體。它在物理構(gòu)造

2、上呈單晶體形狀?？昭ü矁r(jià)鍵中的空位。電子空穴對(duì)由熱激發(fā)而產(chǎn)生的自在電子和空穴對(duì)。空穴的挪動(dòng)空穴的運(yùn)動(dòng)是靠相鄰共價(jià)鍵中的價(jià)電子依次充填空穴來(lái)實(shí)現(xiàn)的。.電子空穴對(duì).空穴的挪動(dòng).空穴的挪動(dòng).4 雜質(zhì)半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量元素作為雜質(zhì)，可使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性發(fā)生顯著變化。摻入的雜質(zhì)主要是三價(jià)或五價(jià)元素。摻入雜質(zhì)的本征半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。 N型半導(dǎo)體摻入五價(jià)雜質(zhì)元素如磷的半導(dǎo)體。 P型半導(dǎo)體摻入三價(jià)雜質(zhì)元素如硼的半導(dǎo)體。.N型半導(dǎo)體 因五價(jià)雜質(zhì)原子中只需四個(gè)價(jià)電子能與周?chē)膫€(gè)半導(dǎo)體原子中的價(jià)電子構(gòu)成共價(jià)鍵，而多余的一個(gè)價(jià)電子因無(wú)共價(jià)鍵束縛而很容易構(gòu)成自在電子。 在N型半導(dǎo)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(jià)雜質(zhì)原子因帶正電荷而成為正離子，因此五價(jià)雜質(zhì)原子也稱為施主雜質(zhì)。. P型半導(dǎo)體 因三價(jià)雜質(zhì)原子在與硅原子構(gòu)成共價(jià)鍵時(shí)，短少一個(gè)價(jià)電子而在共價(jià)鍵中留下一個(gè)空穴。 在P型半導(dǎo)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(fù)離子。三價(jià)雜質(zhì) 因此也稱為受主雜質(zhì)。. 本征半導(dǎo)體、雜質(zhì)半導(dǎo)體 本小節(jié)中的有關(guān)概念 自在電子、空穴 N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)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(dǎo)

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(dǎo)體在兩側(cè)經(jīng)過(guò)分散不同的雜質(zhì),分別構(gòu)成N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。 對(duì)于P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)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(chǎng) 內(nèi)電場(chǎng)促使少子漂移 內(nèi)電場(chǎng)阻止多子分散 最后,多子的分散和少子的漂移到達(dá)動(dòng)態(tài)平衡。多子的分散運(yùn)動(dòng)由雜質(zhì)離子構(gòu)成空間電荷區(qū) . 2 PN結(jié)的單導(dǎo)游電性 當(dāng)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(jiǎn)稱正偏；反之稱為加反向電壓，簡(jiǎn)稱反偏。 (1) PN結(jié)加正向電壓時(shí)PN結(jié)加正向電壓時(shí)

5、的導(dǎo)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(dǎo)游電性 當(dāng)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(jiǎn)稱正偏；反之稱為加反向電壓，簡(jiǎn)稱反偏。 (2) PN結(jié)加反向電壓時(shí)PN結(jié)加反向電壓時(shí)的導(dǎo)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(wú)關(guān)，這個(gè)電流也稱為反向飽和電流。 . PN結(jié)加正向電壓時(shí)，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(shí)，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(dǎo)游電性。. 2 P

6、N結(jié)的單導(dǎo)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(dāng)PN結(jié)的反向電壓添加到一定數(shù)值時(shí)，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(shì)壘電容CB勢(shì)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(dǎo)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(dǎo)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(gè)二極管。二極管按構(gòu)造分有點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型三大類(lèi)。(1) 點(diǎn)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(diǎn)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(kāi)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(hào). 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(dǎo)體二極管圖片.四如何用萬(wàn)用表判別二極管的好壞和正負(fù)極1判別二極管的極性用萬(wàn)用表丈量二極管的極性時(shí)， 如下圖，把萬(wàn)用表的開(kāi)關(guān)置于R1K或100擋(留意調(diào)零)，各測(cè)二極管的正、反向電阻一次，假設(shè)測(cè)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(cè)得阻值大的一次，紅表筆(接內(nèi)電池負(fù)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(shí)，假設(shè)測(cè)得正反向的阻值相差越大，表示二極管的單導(dǎo)游電性越