电工技术第十四章

时间：2025-07-12

电工技术第十四章

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第14章二极管和晶体管14.1 半导体的导电特性

14.2 PN结及其单向导电性14.3 半导体二极管 14.4 稳压二极管 14.5 晶体管 14.6 光电器件

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第14章半导体二极管和三极管本章要求：一、理解PN结的单向导电性，三极管的电流分配和电流放大作用；二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；三、会分析含有二极管的电路。

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对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标和正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器件的目的在于应用。学会用工程观点分析问题，就是根据实际情况，对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近似，以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结果。器件是非线性的、特性有分散性、RC 的值有误差，工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。对电路进行分析计算时，只要能满足技术指标，就不要过分追究精确的数值。总目录章目录返回上一页下一页

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14.1 半导体的导电特性半导体的导电特性：

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热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强 (可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化 (可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等)。掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变(可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三极管和晶闸管等)。

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14.1.1 本征半导体完全纯净的、具有晶体结构的鍺、硅、硒，称为本征半导体。价电子 Si Si

Si 共价健晶体中原子的排列方式

硅单晶中的共价健结构

共价键中的两个电子，称为价电子。总目录章目录返回上一页下一页

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自由电子

本征半导体的导电机理

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本征激发：价电子在获得一定能量(温度升高或受光照)后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子 (带负电),同时共价键中留下一个空位，称为空穴(带正电)。温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多。

空穴价电子

在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当于空穴的运动(相当于正电荷的移动)。总目录章目录返回上一页下一页

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本征半导体的导电机理

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半导体有两种导电粒子(载流子):自由电子、空穴当半导体两端加上外电压时，载流子定向运动(漂移运动),在半导体中将出

现两部分电流 (1)自由电子作定向运动电子电流 (2)价电子递补空穴空穴电流自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。注意： (1) 本征半导体中载流子数目极少, 其导电性能很差； (2) 温度愈高，载流子的数目愈多,半导体的导电性能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。总目录章目录返回上一页下一页

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14.1.2 N型半导体和 P 型半导体

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在本征半导体中掺入微量的杂质(某种元素), 形成杂质半导体。在常温下即可变为自由电子掺入五价元素掺杂后自由电子数目 Si Si 多余大量增加，自由电子导电电成为这种半导体的主要导 p+ Si Si 子电方式，称为电子半导体或N型半导体。

失去一个电子变为正离子

磷原子

多数载流子(多子):自由电子少数载流子(少子):空穴总目录章目录返回上一页下一页

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14.1.2 N型半导体和 P 型半导体Si Si

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– Si B

掺入三价元素空穴掺杂后空穴数目大量增加，空穴导电成为这种半导体的主要导电方式，称为空穴半导体或 P型半导体。多子：空穴少子：自由电子

硼原子

接受一个电子变为负离子

无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。总目录章目录返回上一页下一页

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1. 在杂质半导体中多子的数量与 a (a. 掺杂浓度、b.温度)有关。 2. 在杂质半导体中少子的数量与 b(a. 掺杂浓度、b.温度)有关。 3. 当温度升高时，少子的数量 c (a. 减少、b. 不变、c. 增多)。 4. 在外加电压的作用下，P 型半导体中的电流主要是 b ,N 型半导体中的电流主要是 a 。

(a. 电子电流、b.空穴电流)

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14.2 PN结及其单向导电性

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PN 结：P型半导体和N型半导体交界面的特殊薄层 1. PN 结加正向电压(正向偏置) P接正、N接负--- - - - --- - - - --- - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + +

P IF + –

外电场

多子在外电场作用下定向移动，形成较大的正向电流。 …… 此处隐藏：2423字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……

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