第14章二极管和三极管.ppt
《第14章二极管和三极管.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第14章二极管和三极管.ppt(46页珍藏版)》请在第壹文秘上搜索。
1、 自然界中很容易导电的物质称为自然界中很容易导电的物质称为导体导体,金,金属一般都是导体。属一般都是导体。有的物质几乎不导电,称为有的物质几乎不导电,称为绝缘体绝缘体,如橡,如橡皮、陶瓷、塑料和石英。皮、陶瓷、塑料和石英。另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间,称为之间,称为半导体半导体,如锗、硅、砷化镓和一些,如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。硫化物、氧化物等。半导体的导电机理不同于其它物质,所半导体的导电机理不同于其它物质,所以它具有不同于其它物质的特点。比如:以它具有不同于其它物质的特点。比如:热敏性、光敏性、掺杂性。热敏性、光敏性、掺杂性
2、。当受外界热和光的作用时,它的导当受外界热和光的作用时,它的导电能力明显变化。电能力明显变化。往纯净的半导体中掺入某些杂质,往纯净的半导体中掺入某些杂质,会使它的导电能力明显改变。会使它的导电能力明显改变。在硅和锗晶在硅和锗晶体中,原子按四体中,原子按四角形系统组成晶角形系统组成晶体点阵,每个原体点阵,每个原子与其相邻的原子与其相邻的原子之间形成子之间形成共价共价键键,共用一对价,共用一对价电子。电子。完全纯净的、结构完整的完全纯净的、结构完整的半导体晶体,称为半导体晶体,称为本征半导本征半导体体。本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理本征半导体中存在数量相等的两种载流本征半导体中存在数量相
3、等的两种载流子,即子,即自由电子自由电子和和空穴空穴。本征半导体的导电能力取决于载流子的本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。浓度。温度越高,载流子的浓度越高。因此本温度越高,载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强,温度是影响半导征半导体的导电能力越强,温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素,这是半导体体性能的一个重要的外部因素,这是半导体的一大特点。的一大特点。本征半导体的共价键结构本征半导体的共价键结构硅原子硅原子价电子价电子+4+4+4+4空穴空穴自由电子自由电子价电子挣脱原子核的束缚形价电子挣脱原子核的束缚形成电子空穴对的过程叫激发。成电子空穴对的过程叫激发。半导体中的电流
4、半导体中的电流:自由电子电流和空穴电自由电子电流和空穴电流。流。+4+4+41.N 型半导体型半导体在硅或锗的晶体中在硅或锗的晶体中 掺入掺入少量的五价元少量的五价元 素素,如磷。如磷。磷原子磷原子+4正离子正离子自由电子自由电子靠自由电子导电的半导体靠自由电子导电的半导体称称N型半导体。型半导体。自由电子的总数大于空穴,自由电子的总数大于空穴,自由电子为多数载流子,自由电子为多数载流子,简称多子,空穴为少数载流简称多子,空穴为少数载流子,称为少子。子,称为少子。+5 N 型半导体结构示意图型半导体结构示意图少数载流子少数载流子多数载流子多数载流子正离子正离子在在N型半导中型半导中,电子是多数
5、载流子电子是多数载流子,空穴是少数载流子。空穴是少数载流子。+4+4+42.P 型半导体型半导体在硅或锗的晶体中在硅或锗的晶体中 掺入掺入少量的三价元少量的三价元 素素,如硼。如硼。硼硼原子原子+4负离子负离子空穴空穴靠空穴导电的半导体靠空穴导电的半导体称称P型半导体。型半导体。空穴的总数大于自由电子,空穴的总数大于自由电子,空穴为多数载流子,自由空穴为多数载流子,自由电子为少子。电子为少子。+3 P 型半导体结构示意图型半导体结构示意图电子是少数载流子电子是少数载流子负离子负离子空穴是多数载流子空穴是多数载流子杂质半导体的示意表示法杂质半导体的示意表示法P P型半导体型半导体+N N型半导体
6、型半导体P 型型N 型型PN结结内电场方向内电场方向1.PN 结的形成结的形成多数载流子多数载流子少数载流子少数载流子内电场阻碍多数载流子的扩散运动,内电场阻碍多数载流子的扩散运动,加强少数载流子的漂移运动。加强少数载流子的漂移运动。在同一片半导体基片上,分别制造在同一片半导体基片上,分别制造P型半导体和型半导体和N型半导体,型半导体,经过载流子的扩散,在它们的交界面处就形成了经过载流子的扩散,在它们的交界面处就形成了PN结。结。多子扩散多子扩散少子漂移少子漂移内电场方向内电场方向空间电荷区空间电荷区P 区区N 区区在一定的条件下,多子扩散与少子漂移达到动态平衡,在一定的条件下,多子扩散与少子
7、漂移达到动态平衡,空间电荷区的宽度基本上稳定下来。空间电荷区的宽度基本上稳定下来。PN结的形成结的形成内电场方向内电场方向外电场方向外电场方向RI1.外加正向电压外加正向电压P 型型N 型型PN结结PN结变薄,结变薄,扩散运动增强,形成较大的正向电流扩散运动增强,形成较大的正向电流 I。PN结所处的状态称为结所处的状态称为正向导通,其特点:正向导通,其特点:PN结正向电流大,结正向电流大,PN结电阻小。结电阻小。E内电场方向内电场方向外电场方向外电场方向RI 02.2.外加反向电压外加反向电压P 型型N 型型PN结结PN结变厚,结变厚,漂移运动增强,扩散运动难以进行,反漂移运动增强,扩散运动难
8、以进行,反 向电流很小向电流很小 I。PN结所处的状态称为结所处的状态称为反向截止,其特点:反向截止,其特点:PN结反向电流小,结反向电流小,PN结电阻大。结电阻大。EPN结电容结电容势垒电容势垒电容 扩散电容扩散电容 1.势垒电容势垒电容 PN结中空间电荷的数量随外加电压变化所形结中空间电荷的数量随外加电压变化所形成的电容称为势垒电容,用成的电容称为势垒电容,用 Cb 来表示。势垒电来表示。势垒电容不是常数,与容不是常数,与PN结的面积、空间电荷区的宽度结的面积、空间电荷区的宽度和外加电压的大小有关。和外加电压的大小有关。载流子在扩散过程中积累的电荷量随外加电压载流子在扩散过程中积累的电荷量
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 14 二极管 三极管