[工學(xué)]ch3半導(dǎo)體二極管及其基本電路-wenkub
2023-03-02 17:44:43 本頁面
【正文】 動稱為 擴(kuò)散運(yùn)動 。 空穴很容易俘獲電子，使雜質(zhì)原子成為 負(fù)離子 。 在 N型半導(dǎo)體中 自由 電子是多數(shù)載流子， 它主要由雜質(zhì)原子提供； 空穴是少數(shù)載流子 , 由熱激發(fā)形成。摻入雜質(zhì)的本征半導(dǎo)體稱為 雜質(zhì)半導(dǎo)體 。 自由電子和 空穴成對地產(chǎn)生的同時(shí)，又不斷復(fù)合。 自由電子 在外電場的作用下，空穴吸引相鄰原子的價(jià)電子來填補(bǔ)，而在相鄰原子中出現(xiàn)一個(gè)空穴，其結(jié)果相當(dāng)于空穴的運(yùn)動（相當(dāng)于正電荷的移動）。 由于隨機(jī)熱振動致使共價(jià)鍵被打破而產(chǎn)生空穴－電子對 假想成帶一個(gè)正電荷的粒子。 它在物理結(jié)構(gòu)上呈單晶體形態(tài) 。 半導(dǎo)體的基本知識 半導(dǎo)體二極管 二極管基本電路及其分析方法 特殊二極管 PN結(jié)的形成及特性 半導(dǎo)體的基本知識 半導(dǎo)體材料 半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu) 本征半導(dǎo)體 雜質(zhì)半導(dǎo)體 半導(dǎo)體材料 根據(jù)物體導(dǎo)電能力 (電阻率 )的不同，來劃分導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。 空穴 ——共價(jià)鍵中的空位 。 Si Si Si Si 價(jià)電子 價(jià)電子在獲得一定能量（溫度升高或受光照）后，即可掙脫原子核的束縛，成為 自由電子 （帶負(fù)電），同時(shí)共價(jià)鍵中留下一個(gè)空位，稱為 空穴 （帶正電） 。 本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理 當(dāng)半導(dǎo)體兩端加上外電壓時(shí)，在半導(dǎo)體中將出現(xiàn)兩部分電流 (1)自由電子作定向運(yùn)動 ?電子電流 (2)價(jià)電子遞補(bǔ)空穴 ?空穴電流 注意： (1) 本征半導(dǎo)體中載流子數(shù)目極少 , 其導(dǎo)電性能很差； (2) 溫度愈高， 載流子的數(shù)目愈多 ,半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能也就愈好。在一定溫度下，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合達(dá)到動態(tài)平衡，半導(dǎo)體中載流子便維持一定的數(shù)目。 N型半導(dǎo)體 ——摻入五價(jià)雜質(zhì)元素（如磷）的半導(dǎo)體。 提供自由電子的五價(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) 。三價(jià)雜質(zhì) 因而也稱為 受主雜質(zhì) 。 PN結(jié)的形成 PN結(jié)的形成 在一塊本征半導(dǎo)體兩側(cè)通過擴(kuò)散不同的雜質(zhì) ,分別形成 N型半導(dǎo)體和 P型半導(dǎo)體。 PN結(jié)的單向?qū)щ娦? 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 ，簡稱 正偏 ；反之稱為加 反向電壓 ，簡稱 反偏 。 由此可以得出結(jié)論： PN結(jié)具有單向?qū)щ娦浴? (1) 點(diǎn)接觸型二極管 (a)點(diǎn)接觸型 二極管的結(jié)構(gòu)示意圖 PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。 最高反向工作電壓 VRM：為保證二極管不被擊穿而給出的最高反向工作電壓，一般是二極管反向擊穿電壓 VBR的一半。 反映二極管中 PN結(jié)的電容效應(yīng) , Cd=（ CB+ CD ），在高 頻或開關(guān)狀態(tài)下需考慮。 Q點(diǎn)稱為電路的 工作點(diǎn) 二極管電路的簡化模型分析方法 VI 特性的建模 將指數(shù)模型 分段線性化，得到二極管特性的等效模型。 ? 該模型用于二極管處于正向偏置條件下，且 vDVT 。 2．模型分析法應(yīng)用舉例 （ 4）開關(guān)電路 (利用二極管理想模型） 電路如圖所示，求 AO的電壓值 解： 先斷開 D，以 O為零電位參考點(diǎn)， 即 O點(diǎn)為 0V。 所以， AO的電壓值為 6V。（ 1）求輸出電壓 vO的交流量和總量；（ 2）繪出 vO的波形。 (1) 穩(wěn)定電壓 VZ (2
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