半導(dǎo)體的基本知識(shí)教案

.第一章半導(dǎo)體二極管§1-1半導(dǎo)體的根本學(xué)問(wèn)教學(xué)目的：1、了解半導(dǎo)體導(dǎo)電性及特點(diǎn)。2PN結(jié)的根本特性及非線性的實(shí)質(zhì)。3、生疏二極管外形和電路符號(hào)，伏安特性和主要參數(shù)。4、了解特別功能的二極管及應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：1〕半導(dǎo)體導(dǎo)電性及特點(diǎn)。PN結(jié)的根本特性及非線性的實(shí)質(zhì)二極管外形和電路符號(hào)，伏安特性和主要參數(shù)。教學(xué)難點(diǎn)：二極管外形和電路符號(hào)，伏安特性和主要參數(shù)一、半導(dǎo)體的根本概念良好的物質(zhì)稱為導(dǎo)體，例如金、銀、銅、鋁等金屬材料。另一類(lèi)是幾乎不導(dǎo)電的物質(zhì)稱為絕緣體，例如瓷、橡膠、塑料等材料。再一類(lèi)是導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)稱為半導(dǎo)體，例如硅(Si)、鍺(Ge)、砷化鎵等都是半導(dǎo)體。純潔半導(dǎo)體也叫本征半導(dǎo)體如常用半導(dǎo)體材料硅〕和鍺e。在常溫下，其導(dǎo)電力氣很弱；在環(huán)境溫度上升或有光照時(shí)，其導(dǎo)電力氣隨之增加。過(guò)把握雜質(zhì)摻入量的多少，來(lái)把握半導(dǎo)體的導(dǎo)電力氣的強(qiáng)弱。在硅本征半導(dǎo)體中，摻入微量的五價(jià)元素(磷或砷)，就形成N型半導(dǎo)體。在硅本征半導(dǎo)體中，摻入微量的三價(jià)元素(銦或硼)，就形P二、PN結(jié)及單向?qū)щ娦?P型半導(dǎo)體和一塊N型半導(dǎo)體用特別工藝緊..密結(jié)合時(shí)，在二者的交界面上會(huì)形成一個(gè)具有特別現(xiàn)象的薄層，這個(gè)薄層被稱為PN結(jié)。2、PN結(jié)的單向?qū)щ娦?〕PN結(jié)加正向電壓――正向?qū)ㄕ龢O接Ｐ區(qū)，負(fù)極接Ｎ區(qū)，稱“正向偏置”或正偏。２〕PN結(jié)加反向電壓――反向截止電源負(fù)極接Ｐ區(qū)，正極接Ｎ區(qū)，稱“反向電壓”或反偏。ＰＮ結(jié)加正向電壓導(dǎo)通，加反向電壓截止，即ＰＮ結(jié)的――單向?qū)щ娦浴?-２半導(dǎo)體二極管一、二極管的構(gòu)造、符號(hào)和分類(lèi)1.二極管的構(gòu)造、符號(hào)晶體二極管是由一個(gè)PN構(gòu)造成的，從P區(qū)引出的電極為二極管正極，N區(qū)引出的電極為二極管負(fù)極，用管殼封裝起來(lái)即成二極管。二極管的符號(hào)用Ｖ表示..２、二極管的分類(lèi)表達(dá)書(shū)本上的表１－２二極管的命名方法由五局部組成，見(jiàn)書(shū)本Ｐ４講解由五局部組成。第一局部——用阿拉伯?dāng)?shù)字表示器件的電極數(shù)目；其次局部——用漢語(yǔ)拼音字母表示器件的材料和極性；第三局部——用漢語(yǔ)拼音字母表示器件的類(lèi)型；第四局部——用阿拉伯?dāng)?shù)字表示器件序號(hào)；第五局部——用漢語(yǔ)拼音字母表示規(guī)格號(hào)。二、二極管的伏安特性正向特性〔圖中OAB段〕①當(dāng)二極管兩端所加的正向電壓由零開(kāi)頭增大時(shí)，在正向電壓比較小的圍，正向電流很小，二極管呈現(xiàn)很大的電阻，如圖中OA段，通常把這個(gè)圍稱為死區(qū)，相應(yīng)的電壓叫死區(qū)電壓。硅二極管的死區(qū)電壓0.5V0.1～0.2V。ID導(dǎo)通狀態(tài)，如圖中AB段為導(dǎo)通區(qū)，此時(shí)管子兩端電壓降變化不大，該電壓值稱為正向壓降反向特性〔圖中OCD段〕①當(dāng)給二極管加反向電壓時(shí)，所形成的反向電流是很小的，而且在很大圍根本不隨反向電壓的變化而變化，即保持恒定。如曲線OC段稱為反向截止區(qū)，此處的IR稱為反向飽..和電流。UBR時(shí)，反向電流會(huì)急劇增大，如圖中CD段，這種現(xiàn)象稱為反向擊穿，相應(yīng)的電壓叫反向擊穿電壓。正常使用二極管時(shí)〔穩(wěn)壓二極管除外允許消滅這種現(xiàn)象的，由于擊穿后電流過(guò)大將會(huì)使管子損壞。三、二極管的主要參數(shù)選擇二極管時(shí)主要考慮以下三個(gè)參數(shù)；最大整流電流、最高反向工作電壓、反向電流。1IFM是二極管允許通過(guò)的最大正向工作電流的平均值PN2URM壓是反向擊穿電壓的一半或三分之一。3IR單向?qū)щ娦阅茉胶?。硅是非金屬，其反向漏電流較小，在納安數(shù)量級(jí)，而鍺是金屬，其反向漏電流較大，在微安數(shù)量級(jí)。表達(dá)書(shū)上例題１－１四、二極管的識(shí)別與檢測(cè)１、識(shí)別可依據(jù)其外部標(biāo)志來(lái)識(shí)別管腳極性２、二極管的檢測(cè)用指針式萬(wàn)用表判別二極管的極性和好壞。如圖5.5所示，將萬(wàn)用表拔至電阻檔的R×100ΩR×1KΩ檔。此時(shí)，萬(wàn)用表的紅表筆二極管的兩端，測(cè)量此時(shí)的電阻..值。正常時(shí)，圖〕測(cè)得的正向電阻比較小〔幾Ω以下；圖〔〕大〔幾百KΩ。測(cè)得電阻值小的那一次，黑表筆接的是二極管的正極。假設(shè)測(cè)得二極管的正、反向電阻都很小，甚至于為零，說(shuō)明管子部已短路。假設(shè)測(cè)得二極管的正、反向電阻都很大，則說(shuō)明管子部已斷路。五、其他二極管發(fā)光二極管發(fā)光二極管(簡(jiǎn)稱LED)的PN結(jié)工作在正向偏置狀態(tài)。它是利用電信號(hào)變成光信號(hào)的一種半導(dǎo)體器件，它具有功耗低、體積小、工作牢靠等特點(diǎn)。光敏二極管光敏二極管又稱光電二極管，其PN結(jié)工作在反向偏置狀態(tài)。目前使用最多的是硅〔Si〕光電二極管。3、變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管的特性曲線及符號(hào)工作原理應(yīng)用板間的介質(zhì)，當(dāng)PN結(jié)的面積確定時(shí)，結(jié)電容Cj與耗盡層的寬度成反比；當(dāng)外加反向電壓減小時(shí)，耗盡層變窄，Cj增大，反之,Cj減小。所以，變?nèi)荻O管相當(dāng)于用電壓來(lái)把握容量的可變電容，即壓控電容。..課堂小結(jié)：半導(dǎo)體中有兩種載流子：電子和空穴。半導(dǎo)體的導(dǎo)電性是靠本征激發(fā)產(chǎn)生的電子--廣泛應(yīng)用。雜質(zhì)半導(dǎo)體有兩類(lèi)：N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體，N型半導(dǎo)體中電子是多數(shù)載流子，空穴是少子；P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，電子是少子。PN結(jié)的根本特性是單向?qū)щ娦?。二極管是由一個(gè)PN結(jié)組成，所以具有單向?qū)щ娦?。二極管的伏安特性是非線性的，故稱它是非線件。二極管的門(mén)坎電壓〔也稱死區(qū)電壓，硅管約，鍺管約；正0.3V。特別二極管主要有穩(wěn)壓二極管、變?nèi)荻O管、