zch0二極管及其應(yīng)用電路(1)-在線瀏覽
2025-06-18 18:39本頁面
【正文】 雜質(zhì)半導(dǎo)體 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦? PN結(jié)電容 +4 半導(dǎo)體 : 導(dǎo)電特性介于導(dǎo)體和絕緣體之間 典型的半導(dǎo)體有 硅 Si和 鍺 Ge以及 砷化鎵 GaAs等。 導(dǎo)電的 重要特點 其能力容易受環(huán)境因素影響（ 溫度 、光照等） 摻雜可以顯著提高導(dǎo)電能力 原子結(jié)構(gòu) 簡化模型 5 共價鍵 價電子 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 圖 本征半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu) 本征半導(dǎo)體及其導(dǎo)電性 PN結(jié)的基本知識 1. 本征半導(dǎo)體 — 完全純凈、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體。 取名為： 空穴 溫度 ? ? 載流子 濃度 ? 載流子 : 自由移動帶電粒子 復(fù)合 －本征激發(fā)的逆過程 7 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +5 +4 電子 施主原子失去多余電子而形成正離子 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +3 +4 受主原子獲得一個電子而形成一個負離子 空穴 圖 N型半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu) 雜質(zhì)半導(dǎo)體 PN結(jié)的基本知識 圖 P型半導(dǎo)體的共價鍵結(jié)構(gòu) 1. N型半導(dǎo)體 摻入少量的五價元素磷 P 2. P型半導(dǎo)體 摻入少量的三價元素硼 B 自由電子是多數(shù)載流子（簡稱多子） 空穴是少數(shù)載流子（簡稱少子） 空穴是多數(shù)載流子 自由電子為少數(shù)載流子。 2 摻雜后 N 型半導(dǎo)體中的自由電子濃度 : n=5 1016/cm3 雜 質(zhì)對半導(dǎo)體導(dǎo)電性的影響 9 ? 本征半導(dǎo)體、本征激發(fā) 本節(jié)中的有關(guān)概念 自由電子 空穴 N型半導(dǎo)體、施主雜質(zhì) (5價 ) P型半導(dǎo)體、受主雜質(zhì) (3價 ) ? 多數(shù)載流子、少數(shù)載流子 ?雜質(zhì)半導(dǎo)體 復(fù)合 *半導(dǎo)體導(dǎo)電特點 1： 其能力容易受溫度、光照等環(huán)境因素影響 溫度 ↑→載流子濃度 ↑→導(dǎo)電能力 ↑ *半導(dǎo)體導(dǎo)電特點 2：摻雜可以顯著提高導(dǎo)電能力 10 (1)濃度差 ?多子的 擴散 運動 ? 復(fù)合 (2)復(fù)合 ?空間電荷區(qū) ?內(nèi)電場 (3)內(nèi)電場 ?少子的 漂移 運動 ?阻止 多子的 擴散 (4)擴散與漂移達到 動態(tài)平衡 載流子的運動： 擴散 運動 —— 濃度差產(chǎn)生的載流子移動 漂移 運動 —— 在電場作用下，載流子的移動 P區(qū) N區(qū) 擴散：空穴 電子 漂移：電子 空穴 形成過程可分成 4步 (動畫 ) P 型 N 型內(nèi)電場 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦? 1. PN結(jié)的形成 空間電荷區(qū) =PN結(jié) 11 PN結(jié)形成的物理過程： 因濃度差 ? 空間電荷區(qū)形成內(nèi)電場 ? 內(nèi)電場促使少子漂移 ? 內(nèi)電場阻止多子擴散 最后 ,多子的 擴散 和少子的 漂移 達到 動態(tài)平衡 。 在空間電荷區(qū)，由于缺少多子，所以也稱 耗盡層 。 圖解分析方法（麻煩） 等效電路分析方法 （轉(zhuǎn)換為線性） O v D i D 理想 實際 圖 理想模型 O v D i D O v D i D A B C ? i D ? v D 圖 恒壓降模型 圖 折線模型 O v D i D ? v D ? i D Q ? D V D 圖 小信號模型 21 二極管電路的分析 講課思路： 應(yīng)用電路分析舉例 二極管狀態(tài)判斷 二極管電路的分析概述 圖解分析法 等效電路（模型）分析法 22 二極管電路的分析概述 應(yīng)用電路舉例 D v O ? ? ? ? R i D v I + i D v O R v I ? + ? v O ? + D V REF ? + R v i 例 （習(xí)題 ） 習(xí)題 整流 限幅 習(xí)題 初步分析 —— 依據(jù)二極管的單向?qū)щ娦? D導(dǎo)通： vO = vI vD D截止： vO = 0 D導(dǎo)通： vO = vD D截止： vO = vI 左圖 中圖 顯然， vO 與 vI 的關(guān)系由 D的狀態(tài) 決定 而且， D處于反向截止時最簡單！ 23 分析思路 ? 分析任務(wù)：求 vD、 iD ? 目的 1: 確定電路功能，即信號 vI傳遞到 vO ，有何變化？ ? 目的 2: 判斷二極管 D是否安全。求 VD、 ID。 ? 首先，判斷 D的狀態(tài)？ ? 若 D反向截止，則相當于開路（ iD ?0， ROFF ? ∞ ）； ? 若 D正向?qū)?，則？ ? 正向?qū)ǚ治龇椒ǎ? ? 圖解法 ? 等效電路（模型）法 —— 將非線性 ? 線性 ? 先靜態(tài)（直流），后動態(tài)（交流） ? 靜態(tài)： vI =0（正弦波過 0點） ? 動態(tài)： vI ?0 二極管電路的分析概述 27 例 3:已知伏安特性 ,求 VD、 ID。 ? 首先，判斷 D的狀態(tài)？ ? 若 D反向截止，則相當于開路（ iD ?0， ROFF ? ∞ ）； ? 若 D正向?qū)ǎ瑒t？ ? 正向?qū)ǚ治龇椒ǎ? ? 圖解法 ? 等效電路（模型）法 —— 將非線性 ? 線性 ? 先靜態(tài)（直流），后動態(tài)（交流
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