文档介绍：第5章放大器基础
本章内容为电工电子技术课程重点教学内容
读者学完本章应重点理解PN结的单向导电性,三极管的电流控制特点;掌握半导体二极管、三极管的模型;能利用三极管的直流、交流小信号模型分析简单的三极管应用电路;深入理解放大的实质及利用三极管构成小信号放大器的一般原则;掌握三极管放大电路的三种基本组态及其特性,进而理解工程实用放大器电路组成原理及特点;理解场效应管的电压控制特点,对照三极管理解场效应管的外特性、模型及其应用
第5章第1部分
在本次课中,我们将介绍本征、杂质半导体的导电特性;PN结的形成及其特性;二极管及其模型。
相关知识点与学****目标
本课涉及“PN结的引入及其特点、半导体二极管”2个知识点,通过本课学****应理解PN结的单向导电性,掌握二极管的模型及其应用方法
纯净的具有单晶体结构的半导体称为本征半导体。晶体结构如右图
半导体器件是组成各种电子电路的基础。
导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。
原子核(正离子)
价电子被所属原子核束缚
由于价电子被原子核束缚,若不能从外部获取能量,摆脱原子核的束缚,则不具有导电特性
原子核(正离子)
价电子被所属原子核束缚
热力学零度(-℃)时,若价电子不能从外部获取能量,摆脱原子核的束缚,不具有导电特性
常温下,少量的价电子可能获得足够的能量,摆脱共价键的束缚,成为自由电子;同时在原来的共价键中留下一个空位,称为“空穴”,这种现象称为本征激发(解释)。如上图
本征激发使本征半导体具有微弱的导电性
为什么关心空穴?空穴的移动
电子为多数载流子(简称多子),空穴为少数载流子(简称少子)(本征半导体的两种载流子)
常温下,本征半导体导电性能很微弱的,难以达到实用目的
在本征半导体中掺入微量的杂质(其它元素的原子),就成为杂质半导体,其导电性能大大增强
在硅或锗的晶体中掺入少量五价元素原子,这种杂质半导体中电子浓度大大高于空穴浓度,主要依靠电子导电,故称为电子半导体或N型半导体(解释)
空穴是多数载流子,电子是少数载流子(本征半导体的两种载流子)
在硅或锗晶体中掺入三价元素原子, 这种杂质半导体中空穴浓度大大高于电子浓度,主要依靠空穴导电,故称为空穴半导体或P型半导体(解释)。
pn结
虽然杂质半导体导电性能大大增强,可是其导电性能不便于控制
对一块半导体采用不同的掺杂工艺,使其一侧成为P型半导体,而另一侧成为N型半导体,则可成为导电性能可控制的半导体。
在P型和N型半导体的交界面两侧,多数载流子由于浓度差将产生扩散运动(由于浓度引起的运动),如上图
电子空穴相遇将复合而消失,在交界面两侧形成了一个由不能移动的正、负离子组成空间电荷区,也就是PN结,又称耗尽层
平衡状态下的PN结如上图