第3章二极管及其基本电路PPT讲稿.ppt
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1、第3章二极管及其基本电路12节829第1页,共64页,编辑于2022年,星期二知知 识识 点点 教教 学学 要要 求求 熟练掌握熟练掌握 正确理解正确理解 一般了解一般了解 半半导导体体基基础础知知识识 本征半导体,掺杂半导体本征半导体,掺杂半导体 PN PN 结的形成结的形成 PN PN 结的单向导电性结的单向导电性 PN PN 结的电容效应结的电容效应 半半导导体体二二极极管管 二极管的结构及类型二极管的结构及类型 二极管的伏安特性及主要参数二极管的伏安特性及主要参数 二极管的应用(整流、检波和二极管的应用(整流、检波和限幅等)限幅等)第2页,共64页,编辑于2022年,星期二3.1 半导
2、体的基本知识半导体的基本知识半导半导体体 导电能力介于导体和绝缘体之间导电能力介于导体和绝缘体之间最常用的半导体材料最常用的半导体材料物体根据其导电能力(电阻率)分物体根据其导电能力(电阻率)分半导半导体体绝缘绝缘体体导导体体锗锗硅硅第3页,共64页,编辑于2022年,星期二+14284Si硅原子结构示意图硅原子结构示意图+3228 18Ge锗原子结构示意图锗原子结构示意图4原子结构示意图原子结构示意图+4硅、锗原子硅、锗原子的简化模型的简化模型第4页,共64页,编辑于2022年,星期二平面结构平面结构立体结构立体结构+4+4+4+4+4+4+4+4+41.本征半导体本征半导体本征半导体就是本
3、征半导体就是完全纯净的完全纯净的半导体半导体第5页,共64页,编辑于2022年,星期二+4+4+4+4+4+4+4+4+4共价键共价键价电子价电子第6页,共64页,编辑于2022年,星期二+4+4+4+4+4+4+4+4+4本本征征半半导导体体受受热热或或光光照照第7页,共64页,编辑于2022年,星期二本本征征激激发发产产生生电电子子和和空空穴穴自由电子自由电子空穴空穴+4+4+4+4+4+4+4+4+4第8页,共64页,编辑于2022年,星期二电子空穴电子空穴成对产生成对产生+4+4+4+4+4+4+4+4+4第9页,共64页,编辑于2022年,星期二+4+4+4+4+4+4+4+4+4第
4、10页,共64页,编辑于2022年,星期二+4+4+4+4+4+4+4+4+4电子空穴电子空穴复合,成复合,成对消失对消失第11页,共64页,编辑于2022年,星期二电子和空穴产生过程动画演示电子和空穴产生过程动画演示第12页,共64页,编辑于2022年,星期二 本征激发使本征激发使空穴空穴和和自由电子自由电子成对产生。成对产生。相遇相遇复合复合时,又时,又成对成对消失。消失。小结小结空穴浓度(空穴浓度(pi)=电子浓度电子浓度(ni)温度温度T一定时一定时pi ni=K(T)K(T)与温度有关的常数与温度有关的常数 第13页,共64页,编辑于2022年,星期二在在外外电电场场作作用用下下+4
5、+4+4+4+4+4+4+4+4U第14页,共64页,编辑于2022年,星期二电电子子运运动动形形成成电电子子电电流流+4+4+4+4+4+4+4+4+4U第15页,共64页,编辑于2022年,星期二+4+4+4+4+4+4+4+4+4U第16页,共64页,编辑于2022年,星期二+4+4+4+4+4+4+4+4+4U第17页,共64页,编辑于2022年,星期二+4+4+4+4+4+4+4+4+4U第18页,共64页,编辑于2022年,星期二+4+4+4+4+4+4+4+4+4U第19页,共64页,编辑于2022年,星期二+4+4+4+4+4+4+4+4+4U价电子填价电子填补空穴而补空穴而使
6、空穴移使空穴移动,形成动,形成空穴电流空穴电流第20页,共64页,编辑于2022年,星期二半导体导电机理动画演示半导体导电机理动画演示第21页,共64页,编辑于2022年,星期二(1)在半导体中有两种在半导体中有两种载流子载流子这就是这就是半导体和金属导电半导体和金属导电原理的本质区别原理的本质区别a.电阻率大电阻率大(2)本征半导体的特点本征半导体的特点b.导电性能随温度变化大导电性能随温度变化大小结小结带正电的带正电的空穴空穴带负电的带负电的自由电子自由电子本征半导体不能在半导体器件中直接使用本征半导体不能在半导体器件中直接使用第22页,共64页,编辑于2022年,星期二2杂质半导体杂质半
7、导体 在在本征半导体本征半导体硅或锗中硅或锗中掺入微量掺入微量的其它适当的其它适当元素元素后所后所形成的半导体形成的半导体根据掺杂的不同,杂质半导体分为根据掺杂的不同,杂质半导体分为P型型半半导导体体N型型半半导导体体第23页,共64页,编辑于2022年,星期二(1)P型半导体型半导体 在本征半导体中掺入在本征半导体中掺入三价元素杂质三价元素杂质,如硼等。如硼等。B B+4+4+4+4+4+4+4+4+4第24页,共64页,编辑于2022年,星期二+4+4+4+4+4+4+4+4+4B B第25页,共64页,编辑于2022年,星期二出出现现了了一一个个空空位位+4+4+4+4+4+4B B+4
8、+4第26页,共64页,编辑于2022年,星期二+4+4+4+4+4+4B B+4+4负离子负离子空穴空穴第27页,共64页,编辑于2022年,星期二-半导体中产生了大量的空穴和负离子半导体中产生了大量的空穴和负离子第28页,共64页,编辑于2022年,星期二P型半导体的形成过程动画演示型半导体的形成过程动画演示第29页,共64页,编辑于2022年,星期二c.空穴是多数载流子空穴是多数载流子,电子是少数载流子。电子是少数载流子。e.因空穴带正电,称这种半导体为因空穴带正电,称这种半导体为P(positive)型或型或 空穴型半导体。空穴型半导体。f.因掺入的杂质接受电子,故称之为受主杂质。因掺
9、入的杂质接受电子,故称之为受主杂质。a.P型半导体是在本征半导体中型半导体是在本征半导体中掺入少量的三价掺入少量的三价元素杂质形成的。元素杂质形成的。b.P型半导体型半导体产生大量的空穴和负离子产生大量的空穴和负离子。小结小结d.pi ni=K(T)第30页,共64页,编辑于2022年,星期二+4+4+4+4+4+4+4+4+4P P(2)N型半导体型半导体 掺入五价元素杂质(如磷等)的杂质半导体掺入五价元素杂质(如磷等)的杂质半导体第31页,共64页,编辑于2022年,星期二+4+4+4+4+4+4+4+4+4P P第32页,共64页,编辑于2022年,星期二多出多出一个一个电子电子出现出现
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