模块一常用电子元器件及其特性教学课件

模拟电子技术模块一常用电子元器件及其特性【教学聚焦】、知识目标:1、了解常用电子元器件2、掌握二极管、三极管、场效应管、晶闸管、电阻器、电容器及电感器的种类、作用与标识方法3、掌握各种二极管、三极管、场效应管及晶闸管的特性和主要参数、技能目标:1、能用目视法判断识别常用电子元器件的种类,能正确说出元器件的名称;2、能正确识读元器件上标识的主要参数,并了解元器件的作用和用途3、掌握用万用表检测常用电子元器件的方法。哈尔滨工业大学出版社C模拟电子技术项目1半导体的基础知识111本征半导体112杂质半导体哈尔滨工业大学出版社C模拟电子技术项目1半导体的基础知识自然界的物质,按导电能力的强弱可分为导体、绝缘体和半导体三类。物质的导电能力可以用电导率或电阻率来衡量,二者互为倒数。物质的导电能力越强,其电导率越大,电阻率越小导电能力很强的物质称为导体。金属一般都是导体,如银铜、铝、铁等。绝缘体是导电能力极弱的物质。如橡胶、塑料、陶瓷、石英等都是绝缘体。多数现代电子器件是由性能介于导体与绝缘体之间的半导体材料制作而成的。常用的半导体材料有:硅(Si)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)等,其中硅是目前最常用的一种半导体材料。哈尔滨工业大学出版社C模拟电子技术5项目1半导体的基础知识11.1本征半导体本征半导体是一种完全纯净的、结构完整的半导体晶体。在T=OK和没有外界激发时,由于共价键的束缚,半导体无导电能力在室温(300K)下,被束缚的价电子会获得足够的能量挣脱共价键的束缚,成为自由电子,这种现象称为本征激发。当电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后,共价键中就留下个空位,叫空穴。由于共价键中出现了空位,在外加电场或其他能源的作用下,邻近价电子可填补到这个空位上,这样使共价键中出现了一定的电荷迁移,就相当于空穴在移动。空穴是带正电的,价电子填充空穴的移动相当于正电荷(空穴)的移动。哈尔滨工业大学出版社C模拟电子技术5项目1半导体的基础知识11.1本征半导体自由电子空穴(·共价键图1.2硅的晶体结构哈尔滨工业大学出版社C模拟电子技术5项目1半导体的基础知识11.1本征半导体本征半导体中的电子和空穴是成对产生的;当电子和空穴相遇复合”时,也成对消失;带负电的自由电子和带正电的空穴都是载流子。温度越髙,载流子产生率越高;载流子的浓度越髙,晶体的导电能力越强,即本征半导体的导电能力随温度的增加而增加。在外加电场的作用下,半导体中出现两部分电流:自由电子作定向移动而形成的电子电流和仍被原子核束缚的价电子递补空穴而形成的空穴电流。因此,自由电子和空穴都称为载流子。两种载流子同时参与导电是半导体导电方式的最大特点,也是半导体和金属在导电原理上的本质区别所在。哈尔滨工业大学出版社C模拟电子技术5项目1半导体的基础知识1.1.2杂质半导体本征半导体的导电能力是很弱的,但是在本征半导体中掺入微量的其他元素就会使半导体的导电性能发生显著变化(1)P型半导体在硅的晶体内掺入少量三价元素杂质,比如硼,它与周围的硅原子组成共价键时,在晶体中会产生很多空穴。在P型半导体中,空穴数远大于自由电子数,空穴为多数载流子,自由电子为少数载流子。P型半导体以空穴导电为主。(2)N型半导体在硅的晶体内掺入少量五价元素杂质,比如磷,它与周围硅原子组成共价键时,在晶体中会产生很多自由电子。在N型半导体中,自由电子数远大于空穴数,自由电子为多数载流子,空穴为少数载流子。N型半导体以自由电子导电为主哈尔滨工业大学出版社C模拟电子技术项目1半导体的基础知识1.1.2杂质半导体空穴自由电子空穴、-r+4)··(+4)··(+4)··(+4图13P型半导体的共价键结构图1.4N型半导体的共价键结构哈尔滨工业大学出版社C模拟电子技术项目2半导体二极管121基础知识1.2.,2二极管的检测1.23特殊半导体二极管哈尔滨工业大学出版社C模拟电子技术5项目2半导体二极管1.2.1基础知识1PN结的形成(1)半导体材料中载流子的运动1)漂移若有外电场加到晶体上,则其内部载流子将受力做定向移动对于空穴而言,其移动方向与电场方向相同,而电子则是逆着电场的方向移动。这种由于电场作用而导致载流