《電工電子》PPT課件

《《電工電子》PPT課件》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、5.1PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?.2半導體二極管5.3穩(wěn)壓二極管5.6光電器件常用半導體器件第5章5.4半導體三極管5.5絕緣柵場效應管15.1PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?.1.1半導體基礎知識導體:自然界中很容易導電的物質(zhì).例如金屬。絕緣體：電阻率很高的物質(zhì)，幾乎不導電;如橡皮、陶瓷、塑料和石英等。半導體：導電特性處于導體和絕緣體之間的物質(zhì)，例如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等半導體的特點當受外界熱和光的作用時，它的導電能力明顯變化。往純凈的半導體中摻入某些雜質(zhì)，會使它的導電能力明顯改變。21.本征半導體GeSi本征半導體的導電機理純凈的半導體。

2、如：硅和鍺1）最外層四個價電子。2）共價鍵結(jié)構(gòu)+4+4+4+4共價鍵共用電子對+4表示除去價電子后的原子3共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價鍵中，稱為束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價鍵成為自由電子，因此本征半導體中的自由電子很少，所以本征半導體的導電能力很弱。形成共價鍵后，每個原子的最外層電子是八個，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。共價鍵有很強的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。+4+4+4+443）在絕對0度和沒有外界激發(fā)時,價電子完全被共價鍵束縛著，本征半導體中沒有可以運動的帶電粒子（即載流子），它的導電能力為0，相當于絕緣體。+4+4+4+44）在熱

3、或光激發(fā)下，使一些價電子獲得足夠的能量而脫離共價鍵的束縛，成為自由電子，同時共價鍵上留下一個空位，稱為空穴。+4+4+4+4空穴束縛電子自由電子5在其它力的作用下，空穴吸引臨近的電子來填補，這樣的結(jié)果相當于空穴的遷移，而空穴的遷移相當于正電荷的移動，因此可以認為空穴是載流子。+4+4+4+45）自由電子和空穴的運動形成電流6可見因熱激發(fā)而出現(xiàn)的自由電子和空穴是同時成對出現(xiàn)的，稱為電子空穴對。7本征半導體的導電機理本征半導體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子和空穴。溫度越高?載流子的濃度越高?本征半導體的導電能力越強。本征半導體的導電能力取

4、決于載流子的濃度。歸納???82.雜質(zhì)半導體雜質(zhì)半導體使某種載流子濃度大大增加。在本征半導體中摻入某些微量雜質(zhì)。1）N型半導體在硅或鍺晶體（四價）中摻入少量的五價元素磷，使自由電子濃度大大增加。多數(shù)載流子（多子）：電子。取決于摻雜濃度；少數(shù)載流子（少子）：空穴。取決于溫度。9+4+4+5+4N型半導體多余電子磷原子102）P型半導體在硅或鍺晶體（四價）中摻入少量的三價元素硼，使空穴濃度大大增加。多數(shù)載流子（多子）：空穴。取決于摻雜濃度；少數(shù)載流子（少子）：電子。取決于溫度。+4+4+3+4空穴硼原子11歸納3、雜質(zhì)半導體中起導電作用的主要是多

5、子。4、N型半導體中電子是多子，空穴是少子；P型半導體中空穴是多子，電子是少子。1、雜質(zhì)半導體中兩種載流子濃度不同，分為多數(shù)載流子和少數(shù)載流子（簡稱多子、少子）。2、雜質(zhì)半導體中多數(shù)載流子的數(shù)量取決于摻雜濃度，少數(shù)載流子的數(shù)量取決于溫度。◆◆◆◆12雜質(zhì)半導體的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半導體++++++++++++++++++++++++N型半導體135.1.2PN結(jié)的形成在同一片半導體基片上，分別制造P型半導體和N型半導體，經(jīng)過載流子的擴散，在它們的交界面處就形成了PN結(jié)。因濃度差?多子的擴散運動?由雜

6、質(zhì)離子形成空間電荷區(qū)?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14P型半導體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導體++++++++++++++++++++++++擴散運動內(nèi)電場E漂移運動空間電荷區(qū)PN結(jié)處載流子的運動15擴散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬。漂移運動P型半導體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導體++++++++++++++++++++++++擴散運動內(nèi)電場EPN結(jié)處載流子的運動內(nèi)電場越強，就使漂移運動越強，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。16漂移運動P型半導體－－－－－－－－－

7、－－－－－－－－－－－－－－－N型半導體++++++++++++++++++++++++擴散運動內(nèi)電場EPN結(jié)處載流子的運動所以擴散和漂移這一對相反的運動最終達到平衡，相當于兩個區(qū)之間沒有電荷運動，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。17－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++空間電荷區(qū)N型區(qū)P型區(qū)181）PN結(jié)加正向電壓時的導電情況外加的正向電壓有一部分降落在PN結(jié)區(qū)，方向與PN結(jié)內(nèi)電場方向相反，削弱了內(nèi)電場。于是,內(nèi)電場對多子擴散運動的阻礙減弱，擴散電流加大。擴散電流遠大于漂移電流，可忽略漂移

8、電流的影響，PN結(jié)呈現(xiàn)低阻性。192.PN結(jié)加反向電壓時的導電情況外加的反向電壓有一部分降落在PN結(jié)區(qū)，方向與PN結(jié)內(nèi)電場方向相同，加強了內(nèi)電場。內(nèi)電場對多子擴散運