无线电爱好网

 找回密码
 注册

QQ登录

只需一步,快速开始

扫一扫,访问微社区

无线电爱好网 首页 技术应用 初学入门 查看内容

模拟电子基础一元器件完整详解

2025-4-17 09:57| 发布者: 闪电| 查看: 13| 评论: 0

摘要: 一、半导体(了解)1.1 基础知识1.2 PN结二、二级管2.1 定义与特性2.2二极管的分类三、三级管四、MOS管三、其他元器件管3.1电容3.2光耦3.3 发声器件3.4 继电器3.5 瞬态电压抑制器前言:本章为知识的简单复习,不适合 ...

一、半导体(了解)

1.1 基础知识

1.2 PN结

二、二级管

2.1 定义与特性

2.2 二极管的分类

三、三级管

四、MOS管

三、其他元器件管

3.1 电容

3.2 光耦

3.3 发声器件

3.4 继电器

3.5 瞬态电压抑制器

前言:本章为知识的简单复习,不适合运用于考试。

一、半导体(了解)

1.1 基础知识

导体

其原子结构中,最外层电子受原子核的束缚力很小,因而极易挣脱原子核的束缚而成为自由电子,而在外电场的作用下,这些电子产生定向漂移运动,从而形成电流,一般为低价元素(铜、铁、铝)

绝缘体

其原子结构中,最外层电子受原子核的束缚力很强,不易挣脱原子核的束缚而成为自由电子,因此导电性能极差,一般为高价元素(氦、氖、氩、氮等惰性气体)或高分子物质(塑料)

半导体

导电性能介于导体与绝缘体之间的物体,一般为四价元素,材料常用硅或锗,它们的最外层电子数,本身就是对,所以本身就是稳定状态,本征半导体将自然界中的半导体材料进行高温、高度提炼、使其纯度达到99.9999999%,且物理结构上呈单晶体形态当受到外界热、光等作用的,兴导电性能将明显变化,也就是说,当本征半导体的绝对温度为O时,它是不导电的

6db0fcfe-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

电子和空穴

在本征半导体中,一个自由电子对应一个空穴,或者说,自由电子与空穴总是成对出现。

由于没有多余的自由电子或者空穴,在热运动下,自由电子一旦碰上并进入一个空穴,此时自由电子与空穴同时消失,称之为复合运动在一定温度下,自由电子与空穴的产生和复合同时存在,称之为“动态平衡”。

6db53ada-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

N型半导体

在本征半导体中,掺入微量5价元素,如磷、锑、砷等,则原来晶格中的某些硅(锗)原子被杂质原子代替。由于杂质原子的最外层有5个价电子,因此它与周围4个硅(锗)原子组成共价键时,还多余1个价电子。它不受共价键的束缚,而只受自身原子核的束缚,因此,它只要得到较少的能量就能成为自由电子,并留下带正电的杂质离子,它不能参与导电,N型半导体中,自由电子称为多数载流子;空穴称为少数载流子。

6dcedfc6-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

P型半导体

在本征半导体中,掺入微量3价元素,如硼,则原来晶格中的某些硅(锗)原子被杂质原子代替。

6dd37536-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

1.2 PN结

单纯的杂质半导体和本征半导体相比仅仅是提高了导电性能,一般只能制作电阻器件,而无法制成半导体器件。如果采用一定的掺杂工艺,在一块本征半导体的两边分别掺入不同的杂质,则半导体的一边成为N型半导体,另一边就成为P型半导体了。由于两种杂质半导体的相互作用在其交界出形成了一个很薄(数量级)的特殊导电层,这就是PN结。PN结是构成各种半导体器件的基础。

6df93e24-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

PN结单向导电性

6dfe7740-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

若将电源的正极接P区,负极接N区,则称此为正向接法或正向偏置。此时外加电压在阻挡层内形成的电场与自建场方向相反,削弱了自建场,使阻挡层变窄,如图所示。显然,扩散作用大于漂移作用,在电源作用下,多数载流子向对方区域扩散形成正向电流其方向由电源正极通过P区、N区到达电源负极。

6e198620-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

若将电源的正极接N区,负极接P区,则称此为反向接法或反向偏置。此时外加电压在阻挡层内形成的电场与自建场方向相同,增强了自建场,使阻挡层变宽,如图此时漂移作用大于扩散作用,少数载流子在电场作用下作漂移运动,由于其电流方向与正向电压时相反,故称为反向电流。由于反向电流是由少数载流子所形成的,故反向电流很小,而且当外加反向电压超过零点几伏时,少数载流子基本全被电场拉过去形成漂移电流,此时反向电压再增加,载流子数也不会增加,因此反向电流也不会增加,故称为反向饱和电流

PN结特性曲线

6e1d8b26-0323-11f0-9434-92fbcf53809c.png

PN结加正向电压,处于导通状态;加反向电压,处于截止状态,即PN结具有单向导电特性。

PN结处于反向偏置时,在一定电压范围内,流过PN结的电

流是很小的反向饱和电流。但是当反向电压超过某一数值(UB)后,反向电流急剧增加,这种现象称为反向击穿,如图所示。UB称为击穿电压。

PN结的击穿分为雪崩击穿和齐纳击穿。

雪崩击穿

当反向电压足够高时,阻挡层内电场很强,少数载流子在结区内受强烈电场的加速作用,获得很大的能量,在运动中与其它原子发生碰撞时,有可能将价电子“打”出共价键,形成新的电子、空穴对。这些新的载流子与原先的载流子一道,在强电场作用下碰撞其它原子打出更多的电子、空穴对,如此链锁反应,使反向电流迅速增大。这种击穿称为雪崩击穿。


1234下一页

路过

雷人

握手

鲜花

鸡蛋

QQ|关于本站|小黑屋|Archiver|手机版|无线电爱好网 ( 粤ICP备15040352号 ) 无线电爱好技术交流5 无线电爱好技术交流1无线电爱好技术交流9开关电源讨论群LED照明应用、电源无线电爱好技术交流4无线电爱好技术交流8无线电爱好技术交流10无线电爱好技术交流11

粤公网安备 44030702001224号

GMT+8, 2025-4-17 09:58 , Processed in 0.109200 second(s), 18 queries .

Powered by Discuz! X3.4 Licensed

Copyright © 2001-2020, Tencent Cloud.

返回顶部