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1.半导体的基本知识 半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。本征半导体是一种完全纯净、 结构完整的半导体。半导体的导电能力取决于其内部载流子的多少,半导体有电子 与空穴两种载流子。本征半导体有热敏特性、光敏特性和掺杂特性。本征半导体在 热激发条件下仅有少数价电子获得足够能量形成电子空穴对,因此,载流子的数量 少,导电能力差,且受温度的影响大。杂质半导体中多数浓度取决于所掺杂质的多 少,按所掺杂质元素的不同分为P型半导体和N型半导体。 2.PN结的单向导电特性。 当PN结两瑞加正向电压(即正向偏置)时,PN结变窄,PN结正向电阻很小, 将形成较大的正向电流,此时PN结处于导通状态:反之,当PN结加反向电压时(即 反向偏置),PN结变宽,PN结呈现反向电阻很大,因而反向电流很小,PN结处于 截止状态。由于PN结具有单向导电特性,因此广泛用在整流、检波等各种电路中。 3.晶体二极管是由一个PN结两端加上电极引线做成管芯,并以管壳封装加固 而成,因此,单向导电性是晶体二极管最重要的特性。晶体二极管常用伏安特性曲 线表示其性能,它由正向特性和反向特性两部分组成。学习时应注意如下几点: 1)在正向特性的起始部分,二极管呈现很大的电阻处于截止状态,这个范围称 为死区,对应的电压,称为门坎电压Uh。当正向电压大于门坎电压后,正向电流随 正向电压的上升而急剧上升,二极管正向电阻变得很小而处于导通状态。应当注意: 二极管的死区电压,硅管约为0.5伏,锗管约为0.1V:二极管的导通电压,硅管约 为0.7V,锗管约0.3V,它不同于门坎电压Uh 2)在反向特性部分,当反向电压不超过某一范围时,反向电流很小且不随反向 电压变化,只有反向电压增加到某一数值时,反向电流就会突然增大,这种现象称 为反向击穿,对应的反向电压称为反向击穿电压。PN结击穿时电流很大,电压很高, 因而消耗在PN结上的功率很大,容易使PN结发热超过它的耗散功率,从而烧毁晶 体二极管。 3)伏安特性与温度的关系。当加反向电压时,由于少数载流子的浓度是由温度 决定的,所以温度上升时,反向饱和电流就增大,且随温度上升增加很快,而反向 击穿电压就要下降:在正向特性部分,温度升高时,在同样的电流下,所需施加的 正向电压可以减小。 4)为了分析与计算的方便,常常假设二极管是理想的,即把晶体二极管的特性 理想化,认为二极管的正向电阻为零,而反向电阻为无穷大,且忽略正向压降和反 向电流,读者学习时应注意这一点。* 1. 半导体的基本知识 半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。本征半导体是一种完全纯净、 结构完整的半导体。半导体的导电能力取决于其内部载流子的多少,半导体有电子 与空穴两种载流子。本征半导体有热敏特性、光敏特性和掺杂特性。本征半导体在 热激发条件下仅有少数价电子获得足够能量形成电子空穴对,因此,载流子的数量 少,导电能力差,且受温度的影响大。杂质半导体中多数浓度取决于所掺杂质的多 少,按所掺杂质元素的不同分为 P 型半导体和 N 型半导体。 2.PN 结的单向导电特性。 当 PN 结两端加正向电压(即正向偏置)时,PN 结变窄,PN 结正向电阻很小, 将形成较大的正向电流,此时 PN 结处于导通状态;反之,当 PN 结加反向电压时(即 反向偏置),PN 结变宽,PN 结呈现反向电阻很大,因而反向电流很小,PN 结处于 截止状态。由于 PN 结具有单向导电特性,因此广泛用在整流、检波等各种电路中。 3.晶体二极管是由一个 PN 结两端加上电极引线做成管芯,并以管壳封装加固 而成,因此,单向导电性是晶体二极管最重要的特性。晶体二极管常用伏安特性曲 线表示其性能,它由正向特性和反向特性两部分组成。学习时应注意如下几点: 1)在正向特性的起始部分,二极管呈现很大的电阻处于截止状态,这个范围称 为死区,对应的电压,称为门坎电压 Uth。当正向电压大于门坎电压后,正向电流随 正向电压的上升而急剧上升,二极管正向电阻变得很小而处于导通状态。应当注意: 二极管的死区电压,硅管约为 0.5 伏,锗管约为 0.1V;二极管的导通电压,硅管约 为 0.7V,锗管约 0.3V,它不同于门坎电压 Uth。 2)在反向特性部分,当反向电压不超过某一范围时,反向电流很小且不随反向 电压变化,只有反向电压增加到某一数值时,反向电流就会突然增大,这种现象称 为反向击穿,对应的反向电压称为反向击穿电压。PN 结击穿时电流很大,电压很高, 因而消耗在 PN 结上的功率很大,容易使 PN 结发热超过它的耗散功率,从而烧毁晶 体二极管。 3)伏安特性与温度的关系。当加反向电压时,由于少数载流子的浓度是由温度 决定的,所以温度上升时,反向饱和电流就增大,且随温度上升增加很快,而反向 击穿电压就要下降;在正向特性部分,温度升高时,在同样的电流下,所需施加的 正向电压可以减小。 4)为了分析与计算的方便,常常假设二极管是理想的,即把晶体二极管的特性 理想化,认为二极管的正向电阻为零,而反向电阻为无穷大,且忽略正向压降和反 向电流,读者学习时应注意这一点
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