【正文】 7 二極管的伏安特性曲線可用下式表示硅二極管 2CP10的 伏安 特性正向特性反向特性反向擊穿特性開啟電壓： 導(dǎo)通電壓： 一、伏安特性鍺二極管 2AP15的 伏安 特性UonU(BR)開啟電壓： 導(dǎo)通電壓： 第四版童詩(shī)白38二、溫度對(duì)二極管伏安特性的影響在環(huán)境溫度升高時(shí)，二極管的正向特性將左移，反向特性將下移。 PN 結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。二極管按結(jié)構(gòu)分有 點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型圖 外形第四版童詩(shī)白351 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。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)二極管正向偏置時(shí)，擴(kuò)散電容起主要作用，即可以認(rèn)為 Cj ? Cd；在信號(hào)頻率較高時(shí)，須考慮結(jié)電容的作用。Cb 和 Cd 值都很小，通常為幾個(gè)皮法 ~ 幾十皮法， 有些結(jié)面積大的二極管可達(dá)幾百皮法?！?　 正向電壓變化時(shí)，變化載流子積累電荷量發(fā)生變化，相當(dāng)于電容器充電和放電的過(guò)程 —— 擴(kuò)散電容效應(yīng)。x = 0 處為 P 與 耗盡層的交界處當(dāng)電壓加大， np (或 pn)會(huì)升高，如曲線 2 所示 (反之濃度會(huì)降低 )。O uCb圖 （b)第四版童詩(shī)白322. 擴(kuò)散電容 Cd?Q是由多數(shù)載流子在擴(kuò)散過(guò)程中積累而引起的。其 Cb = f (U) 曲線如圖示。(a) PN 結(jié)加正向電壓 （ b) PN 結(jié)加反向電壓?N空間電荷區(qū)PV RI + UN空間電荷區(qū)PRI+? UV第四版童詩(shī)白31　 　 空間電荷區(qū)的正負(fù)離子數(shù)目發(fā)生變化，如同電容的放電和充電過(guò)程。604020– – 0 –25–50i/ mAu / V正向特性死區(qū)電壓擊穿電壓U(BR)反向特性圖 　 PN結(jié)的伏安特性反向擊穿齊納擊穿雪崩擊穿第四版童詩(shī)白30五、 PN結(jié)的電容效應(yīng)　　當(dāng) PN上的電壓發(fā)生變化時(shí)， PN 結(jié)中儲(chǔ)存的電荷量將隨之發(fā)生變化，使 PN結(jié)具有電容效應(yīng)?！　? （動(dòng)畫 14） （動(dòng)畫 15）綜上所述：可見， PN 結(jié)具有 單向?qū)щ娦?。 對(duì)溫度十分敏感 ，　　 隨著溫度升高， IS 將急劇增大 。2. PN 結(jié)結(jié) 外加反向電壓時(shí)處于截止?fàn)顟B(tài) (反偏 )　 　 反向接法時(shí)，外電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)的方向一致，增強(qiáng)了內(nèi)電場(chǎng)的作用；外電場(chǎng)使空間電荷區(qū)變寬；　 　 不利于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，有利于漂移運(yùn)動(dòng)，漂移電流大于擴(kuò)散電流，電路中產(chǎn)生反向電流 I ；由于少數(shù)載流子濃度很低，反向電流數(shù)值非常小。外電場(chǎng)方向內(nèi)電場(chǎng)方向　耗盡層V RI空間電荷區(qū)變窄，有利于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，電路中有較大的正向電流。對(duì)稱結(jié)　即 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)與漂移運(yùn)動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡?！　?4. 漂移運(yùn)動(dòng)　 　 內(nèi)電場(chǎng)有利于少子運(yùn)動(dòng) — 漂移?！?PN 結(jié)，耗盡層。(a)N 型半導(dǎo)體 (b) P 型半導(dǎo)體圖 　雜質(zhì)半導(dǎo)體的的簡(jiǎn)化表示法第四版童詩(shī)白20 在一塊半導(dǎo)體單晶上一側(cè)摻雜成為 P 型半導(dǎo)體，另一側(cè)摻雜成為 N 型半導(dǎo)體，兩個(gè)區(qū)域的交界處就形成了一個(gè)特殊的薄層， 稱為 PN 結(jié) 。 4. 雜質(zhì)半導(dǎo)體的表示方法如下圖所示。第四版童詩(shī)白18圖 　 P 型半導(dǎo)體+4+4+4+4 +4+4 +4 +4+4+3受主原子空穴第四版童詩(shī)白19說(shuō)明：　 　 1. 摻入雜質(zhì)的濃度決定多數(shù)載流子濃度；溫度決 定少數(shù)載流子的濃度。 空穴為多數(shù)載流子 ，電子為少數(shù)載流子。第四版童詩(shī)白16+4+4+4+4 +4+4 +4 +4+4+5自由電子施主原子　　圖 　 N 型半導(dǎo)體第四版童詩(shī)白17二、 P 型半導(dǎo)體　 　 在硅或鍺的晶體中摻入少量的 3 價(jià) 雜質(zhì)元素，如硼、鎵、銦等，即構(gòu)成 P 型半導(dǎo)體 。　　 電子稱為多數(shù)載流子 (簡(jiǎn)稱多子 )，　　 空穴稱為少數(shù)載流子 (簡(jiǎn)稱少子 )。雜質(zhì)原子最外層有 5 個(gè)價(jià)電子，其中 4 個(gè)與硅構(gòu)成共價(jià)鍵，多余一個(gè)電子只受自身原子核吸引，在室溫下即可成為自由電子。常用的 5 價(jià)雜質(zhì)元素有磷、銻、砷等?！　?5. 載流子的濃度與溫度密切相關(guān)，它隨著溫度的升　　　高，基本按指數(shù)規(guī)律增加?！?　 4. 由于物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，自由電子和空穴不斷的產(chǎn)生又　 　 　不斷的復(fù)合。本征半 導(dǎo) 體中 載流子的濃度公式：T=300 K室溫下 ,本征硅的電子和空穴濃度 : n = p =1010/cm3本征鍺的電子和空穴濃度 : 　　 n = p =1013/cm3ni=　 pi=　 K1T3/2 e EGO/(2KT)本征激發(fā)復(fù)合 動(dòng)態(tài)平衡第四版童詩(shī)白131. 半導(dǎo)體中兩種載流子 帶負(fù)電的 自由電子帶正電的 空穴 　　 2. 本征半導(dǎo)體中，自由電子和空穴總是成對(duì)出現(xiàn)，　　　稱為 電子 空穴對(duì)?！?　 空穴可看成帶正電的載流子。第四版童詩(shī)白第四版童詩(shī)白11+4+4+4+4 +4+4 +4 +4+4圖 　本征半導(dǎo)體中的 　　　　 自由電子和空穴自由電子空穴 若 T ? ，將有少數(shù)價(jià)電子克服共價(jià)鍵的束縛成為 自由電子 ，在原來(lái)的共價(jià)鍵中留下一個(gè)空位 ——空穴。光敏器件二極管第四版童詩(shī)白10+4+4+4+4 +4+4+4+4+4 完全純凈的、不含其他雜質(zhì)且具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo) 體 稱為本征半導(dǎo)體 將硅或鍺材料提純便形成單晶體，它的原子結(jié)構(gòu)為共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)。例如：當(dāng)受外界 熱 和光的作用 時(shí) ，它的 導(dǎo)電 能力明 顯變 化。半 導(dǎo) 體： 另有一 類 物 質(zhì) 的 導(dǎo)電 特性 處 于 導(dǎo) 體和 絕緣體之 間 ，稱 為 半 導(dǎo) 體 ，如 鍺 、硅、砷化 鎵和一些硫化物、氧化物等。時(shí)間 時(shí)間幅度 幅度 T 2T 3T 4T 5T 6T數(shù)字電子技術(shù)：6第四版童詩(shī)白第一章 常用半導(dǎo)體器件 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí) 半導(dǎo)體二極管 雙極型晶體管 場(chǎng)效應(yīng)管 單結(jié)晶體管和晶閘管 7本章討論的問(wèn)題：？空穴導(dǎo)電時(shí)電子運(yùn)動(dòng)嗎？ N型半導(dǎo)體？什么是 P型半導(dǎo)體？　當(dāng)二種半導(dǎo)體制作在一起時(shí)會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？？它為什么具有單向性？在 PN結(jié)中另反向電壓時(shí)真的沒有電流嗎？？場(chǎng)效　應(yīng)管是通過(guò)什么方式來(lái)控制漏極電流的？為什么它　們都可以用于放大？？第四版童詩(shī)白8　 半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí) 本征半導(dǎo)體 　　 純凈的具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體導(dǎo) 體： 自然界中很容易 導(dǎo)電 的物 質(zhì) 稱 為 導(dǎo) 體 ，金屬一般都是 導(dǎo) 體。 數(shù)字電子技術(shù)主要研究處理數(shù)字信號(hào)的電子電路。5第四版童詩(shī)白模擬電子技術(shù)： 模擬電子技術(shù)主要研究處理模擬信號(hào)的電子電路。目前電子技術(shù)主要由 模擬電子技術(shù) 和 數(shù)字電子技術(shù) 兩部分組成。 一個(gè)完整的電子電路系統(tǒng)通常由若干個(gè)功能電路組成，功能電路主要有：放大器、濾波器、信號(hào)源、波形發(fā)生電路、數(shù)字邏輯電路、數(shù)字存儲(chǔ)器、電源、模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換器等?！　?dǎo) 言第四版童詩(shī)白25. 學(xué)習(xí)方法 重點(diǎn)掌握基本概念；基本電路的結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)；基本分析估算方法?！?多媒體教學(xué)課件模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)Fundamentals of Analog Electronics童詩(shī)白、華成英　　主編第四版童詩(shī)白11. 本課程的性質(zhì) 電子技術(shù)基礎(chǔ)課2. 特點(diǎn) ?非純理論性課程 ?實(shí)踐性很強(qiáng) ?以工程實(shí)踐的觀點(diǎn)來(lái)處理電路中的一些問(wèn)題3. 研究?jī)?nèi)容 以器件為基礎(chǔ)、以電信號(hào)為主線，研究各種模擬電子電路的工作原理、特點(diǎn)及性能指標(biāo)等。4. 教學(xué)目標(biāo) 能夠?qū)σ话阈缘?、常用的模擬電子電路進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)較簡(jiǎn)單的單元電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。6. 課時(shí)及成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)課時(shí)： 80學(xué)時(shí) =64(理論） +16（實(shí)驗(yàn)）平時(shí) 10%+ 實(shí)驗(yàn) 30%+ 卷面 60%7. 教學(xué)參考書 康華光主編， 《 電子技術(shù)基礎(chǔ) 》 模擬部分 第三版，高教出版社 陳大欽主編， 《 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)問(wèn)答：例題 ? 試題 》 ， 華科大出版社 陳 潔主編， 《 EDA軟件仿真技術(shù)快速入門 Protel99SE+Multisim10+Proteus 7 》 中國(guó)電力出版社 　　導(dǎo)　 言第四版童詩(shī)白3目錄1 常用半導(dǎo)體器件 （ 10學(xué)時(shí)）2 基本放大電路 （ 8學(xué)時(shí)）3 多級(jí)放大電路　　　　4 集成運(yùn)算放大電路 （ 4學(xué)時(shí)）5 放大電路的頻率響應(yīng) （ 6學(xué)時(shí)）6 放大電路中的反饋 （ 6學(xué)時(shí)）7 信號(hào)的運(yùn)算和處理 （ 6學(xué)時(shí)）8 波形的發(fā)生和信號(hào)的轉(zhuǎn)換 （ 6學(xué)時(shí)）9 功率放大電路 （ 4學(xué)時(shí)）10 直流穩(wěn)壓電源 （ 8學(xué)時(shí)）第四版童詩(shī)白（ 6學(xué)時(shí)）4第四版童詩(shī)白電子技術(shù) : 通常我們把由電阻、電容、三極管、二極管、集成電路等電子元器件組成并具有一定功能的電路稱為電子電路，簡(jiǎn)稱為電路。 電子技術(shù)就是研究 電子器件 及 電路系統(tǒng) 設(shè)計(jì)、分析及制造的工程實(shí)用技術(shù)。 在電子技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，電子電路的應(yīng)用在日常生活中無(wú)處不在，小到門鈴、收音機(jī)、 DVD播放機(jī)、電話機(jī)等，大到全球定位系統(tǒng) GPS（ Global Positioning Systems）、雷達(dá)、導(dǎo)航系統(tǒng)等。 模擬信號(hào)就是幅度連續(xù)的信號(hào)，如溫度、壓力、流量等。 數(shù)字信號(hào)通常是指時(shí)間和幅度均離散的信號(hào)，如電報(bào)信號(hào)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)等等。絕緣 體： 有的物 質(zhì) 幾乎不 導(dǎo)電 ，稱 為 絕緣 體 ，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。一、 導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體第四版童詩(shī)白9半 導(dǎo) 體 的 導(dǎo)電 機(jī)理不同于其它物 質(zhì) ，所以它具有不同于其它物 質(zhì) 的特點(diǎn)。往 純凈 的半 導(dǎo) 體中 摻 入某些 雜質(zhì)，會(huì)使它的 導(dǎo)電 能力明 顯 改 變 。價(jià)電子共價(jià)鍵圖 　本征半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意圖二、本征半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)當(dāng)溫度 T = 0 K 時(shí)，半導(dǎo)體不導(dǎo)電，如同絕緣體。T ? 自由電子 和 空穴 使 本征半導(dǎo)體具有導(dǎo)電能力，但很微弱。三、本征半導(dǎo)體中的兩種載流子（ 動(dòng)畫 11） （ 動(dòng)畫 12）第四版童詩(shī)白12四、 本征半導(dǎo)體中載流子的濃度在一定溫度下 本征半 導(dǎo) 體中 載流子的濃度是一定的，并且自由電子與空穴的濃度相等?！　?3. 本征半導(dǎo)體中 自由電子 和 空穴 的濃度 用 ni 和 pi 　　　　　　 表示，顯然 ni = pi 。 在一定的溫度下，產(chǎn)生與復(fù)合運(yùn)動(dòng)　 　 　會(huì)達(dá)到平衡，載流子的濃度就一定了。小結(jié)：