第4章 二極管及其整流電路4.1 二極管 4.2 整流、濾波與穩(wěn)壓電路總目錄 章目錄 返回上一頁(yè) 下一頁(yè)第4章 二極管及其整流電路本章要求： 一、理解PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕私舛O管、穩(wěn)壓 管的基本構(gòu)造、工作原理和特性曲線， 理解主要參數(shù)的意義； 二、會(huì)分析含有二極管的電路； 三、理解單相整流電路和濾波電路的工作原理及參 數(shù)計(jì)算; 四、了解穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理;總目錄 章目錄 返回上一頁(yè) 下一頁(yè)對(duì)于元器件，重點(diǎn)放在特性、參數(shù)、技術(shù)指標(biāo)和 正確使用方法，不要過(guò)分追究其內(nèi)部機(jī)理。討論器 件的目的在于應(yīng)用。學(xué)會(huì)用工程觀點(diǎn)分析問(wèn)題，就是根據(jù)實(shí)際情況， 對(duì)器件的數(shù)學(xué)模型和電路的工作條件進(jìn)行合理的近 似，以便用簡(jiǎn)便的分析方法獲得具有實(shí)際意義的結(jié) 果。 對(duì)電路進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，只要能滿(mǎn)足技術(shù)指標(biāo)， 就不要過(guò)分追究精確的數(shù)值。 器件是非線性的、特性有分散性、RC 的值有誤 差、工程上允許一定的誤差、采用合理估算的方法?？偰夸?章目錄 返回 上一頁(yè) 下一頁(yè)4.1 二極管4.1.1 半導(dǎo)體的基本知識(shí)1.半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性： 熱敏性：當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，導(dǎo)電能力顯著增強(qiáng) (可做成溫度敏感元件，如熱敏電阻)。 光敏性：當(dāng)受到光照時(shí)，導(dǎo)電能力明顯變化 (可做 成各種光敏元件，如光敏電阻、光敏二極 管、光敏三極管等)。

摻雜性：往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，導(dǎo)電 能力明顯改變(可做成各種不同用途的半導(dǎo) 體器件，如二極管、三極管和晶閘管 等）?？偰夸?章目錄 返回 上一頁(yè) 下一頁(yè)2. 本征半導(dǎo)體 完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體，稱(chēng)為本征 半導(dǎo)體。價(jià)電子 Si SiSi 共價(jià)健 晶體中原子的排列方式Si硅單晶中的共價(jià)健結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子，稱(chēng)為價(jià)電子?？偰夸?章目錄 返回 上一頁(yè) 下一頁(yè)自由電子SiSiSiSi本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理 價(jià)電子在獲得一定能量 （溫度升高或受光照）后， 即可掙脫原子核的束縛， 成為自由電子（帶負(fù)電）， 同時(shí)共價(jià)鍵中留下一個(gè)空 位，稱(chēng)為空穴（帶正電）。這一現(xiàn)象稱(chēng)為本征激發(fā)。 空穴 溫度愈高，晶體中產(chǎn) 價(jià)電子 生的自由電子便愈多。 在外電場(chǎng)的作用下，空穴吸引相鄰原子的價(jià)電子 來(lái)填補(bǔ)，而在該原子中出現(xiàn)一個(gè)空穴，其結(jié)果相當(dāng) 于空穴的運(yùn)動(dòng)（相當(dāng)于正電荷的移動(dòng)）?？偰夸?章目錄 返回 上一頁(yè) 下一頁(yè)本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理 當(dāng)半導(dǎo)體兩端加上外電壓時(shí)，在半導(dǎo)體中將出 現(xiàn)兩部分電流 (1)自由電子作定向運(yùn)動(dòng) ?電子電流 (2)價(jià)電子遞補(bǔ)空穴 ?空穴電流 自由電子和空穴都稱(chēng)為載流子。 自由電子和空穴成對(duì)地產(chǎn)生的同時(shí)，又不斷復(fù) 合。

在一定溫度下，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合達(dá)到動(dòng)態(tài) 平衡，半導(dǎo)體中載流子便維持一定的數(shù)目。注意： (1) 本征半導(dǎo)體中載流子數(shù)目極少, 其導(dǎo)電性能很差； (2) 溫度愈高， 載流子的數(shù)目愈多,半導(dǎo)體的導(dǎo)電性 能也就愈好。所以，溫度對(duì)半導(dǎo)體器件性能影響很大?？偰夸?章目錄 返回 上一頁(yè) 下一頁(yè)3. N型半導(dǎo)體和 P 型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入微量的雜質(zhì)（某種元素）, 形成雜質(zhì)半導(dǎo)體。 在常溫下即可 變?yōu)樽杂呻娮?摻入五價(jià)元素 摻雜后自由電子數(shù)目 Si Si 多 余 大量增加，自由電子導(dǎo)電 電 成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo) p+ Si Si 子 電方式，稱(chēng)為電子半導(dǎo)體 動(dòng)畫(huà) 或N型半導(dǎo)體。 失去一個(gè) 電子變?yōu)?正離子 磷原子 在N 型半導(dǎo)體中自由電子 是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù) 載流子?？偰夸?章目錄 返回 上一頁(yè) 下一頁(yè)3. N型半導(dǎo)體和 P 型半導(dǎo)體Si Si– Si BSi硼原子 接受一個(gè) 電子變?yōu)?負(fù)離子摻入三價(jià)元素 空穴 摻雜后空穴數(shù)目大量 增加，空穴導(dǎo)電成為這 種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方 式，稱(chēng)為空穴半導(dǎo)體或 P型半導(dǎo)體。 在 P 型半導(dǎo)體中空穴是多 數(shù)載流子，自由電子是少數(shù) 載流子。動(dòng)畫(huà)無(wú)論N型或P型半導(dǎo)體都是中性的，對(duì)外不顯電性。