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'chapter2模电课件演示文稿 本征半导体、杂质半导体有关半导体的基本概念自由电子、空穴N型半导体、P型半导体多数载流子、少数载流子施主杂质、受主杂质 1.本征半导体本征半导体——化学成分纯净的半导体。它在物理结构上呈单晶体形态。现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。Si硅原子Ge锗原子§2.1半导体的基本知识 N型半导体因五价杂质原子中只有四个价电子能与周围四个半导体原子中的价电子形成共价键，而多余的一个价电子因无共价键束缚而很容易形成自由电子。在N型半导体中自由电子是多数载流子，它主要由杂质原子提供；空穴是少数载流子,由热激发形成。提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子，因此五价杂质原子也称为施主杂质。 N型半导体多余电子磷原子硅原子SiPSiSi 2.P型半导体因三价杂质原子在与硅原子形成共价键时，缺少一个价电子而在共价键中留下一个空穴。在P型半导体中空穴是多数载流子，它主要由掺杂形成；自由电子是少数载流子，由热激发形成。空穴很容易俘获电子，使杂质原子成为负离子。三价杂质因而也称为受主杂质。 空穴P型半导体硼原子SiSiSiB硅原子空穴被认为带一个单位的正电荷，并且可以移动 杂质半导体的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半导体++++++++++++++++++++++++N型半导体 1.PN结的形成在同一片半导体基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，经过载流子的扩散和漂移，在它们的交界面处就形成了PN结。§2.2PN结的形成及特性 P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场E漂移运动空间电荷区PN结处载流子的运动 漂移运动P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场EPN结处载流子的运动内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽。 PN结处载流子的运动漂移运动P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场E因此扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。 PN结正向偏置－－－－++++内电场减弱，使扩散加强，扩散飘移，正向电流大空间电荷区变薄PN+_正向电流 PN结反向偏置－－－－++++空间电荷区变厚NP+_++++－－－－内电场加强，使扩散停止，有少量飘移，反向电流很小反向饱和电流很小，A级 2.PN结的单向导电性PN结加上正向电压或正向偏置的意思都是：P区加正、N区加负电压。PN结加正向电压导通PN结加上反向电压或反向偏置的意思都是：P区加负、N区加正电压。PN结加反向电压截止 2.2.3半导体二极管1.基本结构PN结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。PNPN符号阳极阴极 2.伏安特性UI导通压降:硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。反向击穿电压U(BR)死区电压硅管0.5V,锗管0.2V。反向漏电流Is（很小，A级） 1).理想模型2.恒压降模型3).折线模型3.二极管常用模型 4).小信号模型二极管工作在正向特性的某一小范围内时，其正向特性可以等效成一个微变电阻。即根据得Q点处的微变电导则常温下（T=300K） 4.二极管的参数(1)最大整流电流IF(2)反向击穿电压VBR和最大反向工作电压VRM(3)反向电流IR(4)正向压降VF(5)极间电容C 5.二极管实物图片 例1.二极管为理想二极管：死区电压为0，正向压降为０。RLuiuOuiuott二极管半波整流 例２．开关电路电路如图所示，求AO的电压值解：先断开D，以O为基准电位，既O点为0V。则接D阳极的电位为-6V，接阴极的电位为-12V。阳极电位高于阴极电位，D接入时正向导通。导通后，D的压降等于零，即A点的电位就是D阳极的电位。所以，AO的电压值为-6V。 2.5特殊体二极管2.5.1稳压二极管2.5.2变容二极管2.5.3光电子器件1.光电二极管2.发光二极管3.激光二极管 IZmax+-稳压二极管符号UIUZIZ稳压二极管特性曲线IZmin稳压二极管工作在反向击穿状态,当工作电流IZ在Izmax和Izmin之间时,其两端电压近似为常数正向同二极管工作电流稳定电压稳压二极管 (1)稳定电压VZ(2)动态电阻rZ在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。rZ=VZ/IZ(3)最大耗散功率PZM(4)最大稳定工作电流IZmax和最小稳定工作电流IZmin(5)稳定电压温度系数——VZ稳压二极管主要参数 稳压电路正常稳压时VO=VZ#稳压条件是什么？IZmin≤IZ≤IZmax#不加R可以吗？#上述电路VI为正弦波，且幅值大于VZ，VO的波形是怎样的？ 作业：2.4.3　2.4.5　2.4.6(设D为理想模型）2.4.82.5.1（设Dz正向压降为0.7v） 1、皇帝新衣——袭2、字谜：一流水准——淮3、字谜：石达开——研4、字谜：拱猪入门——阂5、字谜：格外大方——回6、字谜:走出深闺人结识——佳7、字谜:一千零一夜——歼8、字谜:七十二小时——晶9、字谜:床前明月光——旷10、字谜:需要一半,留下一半——雷11、字谜:一口咬住多半截——名12、字谜:一月一日非今天——明 13、字谜:要一半,扔一半——奶14、字谜:综合门市——闹15、字谜:不是冤家也碰头——硼16、字谜:上气接下气——乞17、字谜:四方来合作,贡献大一点——器18、字谜:贪前稍变就成穷——贫19、字谜:半布春秋——秦20、字谜:银川——泉21、字谜:一来再来——冉22、字谜:守门员——闪23、字谜:有人偷车——输24、字谜:酿酒之后隔日香 25、字谜:半青半紫——素26、字谜:自己——体27、字谜:秀才翘尾巴——秃28、字谜:重点支援大西北——头29、字谜:身残心不残.--息30、字谜:十八乘六——校31、字谜:一勾心月伴三星——心32、字谜:一撇一竖一点——压33、字谜:八字头——学34、字谜:千里挑一,百里挑一——伯35、字谜:群雁追舟—巡2110,猜一个字答案是:言36、4个人搬个木头,猜一个字答案是:杰 37、一人,猜一个字答案是:大38、一人一张口,口下长只手,猜一字答案是:拿39、一人在内,猜一字答案是:肉40、一人挑两小人,猜一字答案是:夹41、一人腰上挂把弓,猜一字答案是:夷42、一口吃掉牛尾巴,猜一个字答案是:告43、一口咬定,猜一字答案是:交44、一大二小,猜一个字答案是:奈45、一斗米,猜一个字答案是:料46、一月七日,猜一个字答案是:脂47、一加一,猜一字答案是:王48、一半儿,猜一个字答案是:臼 49一字十三点,难在如何点,猜一个字答案是:汁50、一百减一,猜一个字答案是:白51、一夜又一夜,猜一字答案是:多52一个人搬两个土,猜一个字答案是:佳53、一个礼拜,猜一个字答案是:旨54、一家十一口,猜一字答案是:吉55、一家有七口,种田种一亩,自己吃不够,还养一条狗答案是:兽56、一根木棍,吊个方箱,一把梯子,搭在中央答案是:面57、一只牛,猜一个字答案是:生58、一只狗四个口,猜一个字答案是:器59、一一箭穿心,猜一字答案是:必60、一点一横长,一撇到南洋,南洋有个人,只有一寸长答案是:府 61、一边是水,一边是山,猜一个字答案是:汕62、一边是红,一边是绿,一边喜风,一边喜雨答案是:秋63、七人八只眼,猜一个字答案是:货64、七人头上长了草,猜一字答案是:花65、七十二小时,猜一个字答案是:晶66、七个人有八只眼,十人亦有八只眼,西洋人也眼八只,家母同样眼八只,猜四个字答案是:货真价实67、九十九,猜一字答案是:白68、九只鸟,猜一个字答案是:鸠69、九号,猜一字答案是:旭70、九辆车,猜一个字答案是:轨71、九点,猜一字答案是:丸72、二八佳人,猜一个字答案是:妙 73、二小姐,猜一个字答案是:姿74、二兄弟,各自立,猜一个字答案是:竞75、人不在其位,猜一个字答案是:立76、人有他则变大,猜一个字答案是:一77、人我不分,猜一个字答案是:俄78、人都到了,猜一个字答案是:倒79、人无寸铁,猜一个字答案是:控80、人无信不立,猜一字答案是:言81、八十八,猜一个字答案是:米82、八兄弟同赏月,猜一个字答案是:脱83、刀出鞘,猜一字答案是:力84、十一个读书人,猜一个字答案是:仕 85、十二点,猜一个字答案是:斗86、十三点,猜一个字答案是:汁87、十五人,猜一字答案是:伞88、十五天,猜一个字答案是:胖89、十元买早餐,八元买豆干,猜一个字答案是:干90、十月十日(武昌起义),猜一字答案是:朝91、十月十日,猜一个字答案是:萌92、十字架下三个人,猜一个字答案是:来93、十字对十字,太阳对月亮,猜一个字答案是:朝94、十个哥哥,猜一个字答案是:克95、三人两口一匹马,猜一字答案是:验96、三口重叠,莫把品字猜,猜一个字答案是:目97、三张纸,猜一个字答案是:顺98、上下合,猜一个字答案是:卡99、上下串通,猜一个字答案是:卡100、上下难分,猜一字答案是:卡'