液晶显示原理课件

4章液晶显示器驱动技术

§4.1TFT相关的半导体基础重点能带与载流子及载流子迁移率接触电势差与p-n结MOS晶体管沟道保护膜漏极象素电极单元TFT的断面保护膜源极N+a-Sia-Si栅极绝缘膜玻璃基板金属绝缘层a-SiN+-Si金属栅极源极漏极单元TFT的简单构图一、晶体中的点缺陷和杂质1、空位和间隙原子间隙原子空位密度：n1=N1e-E1/kT

n2=N2e-E2/kTN1、N2单位体积内的格点数和间隙数。间隙式杂质替代式杂质2、杂质杂质扩散的密度流与杂质密度梯度成正比j=-DCD：扩散系数D=D0e-E/kT二、电子的运动状态和能级1、原子中的电子状态和能级E4E3E2E11s,2s,2p,3s,3d,3p4s,...内层轨道上的电子受束缚强，能级低；外层轨道上的电子受束缚弱，能级高。2、自由空间中的电子状态和能级E0kE(k)=h2k2/4mP=hk/2

v=p/m=hk/2m3、晶体中的电子和能带即围绕每一原子运动，又要在原子之间做共有化运动，原子中的电子能级分裂为一系列彼此靠的很近的能级，组成有一定宽度的带。三、导带和价带，电子和空穴半导体的导带与价带导带价带Eg禁带空穴准自由电子施主与受主：能给出电子的杂质原子或点缺陷叫施主；能接受电子的杂质原子或点缺陷叫受主。导带价带Ed施主Ea受主四、半导体中的电导和霍尔效应1、载流子的散射运载电荷而引起电流的是导带电子与价带空穴——称为载流子。载流子不断受到振动着的原子、杂质和缺陷等不完整性的碰撞，使得它们运动的速度发生无规则的改变，这种现象称为散射。正因为散射的存在，电子与电子之间，以及电子与原子之间才可以交换能量，使得它们构成一个热平衡的统计体系。散射几率和弛予时间：单位时间内被碰撞的次数为散射几率。载流子每遭到一次碰撞平均所经历的时间为弛予时间，。散射几率为1/。2、电导现象RI在半导体样品两端加电压，其内部则产生电场。载流子被电场所加速进行漂移运动，在半导体中引起一定电流，这就是电导现象。载流子在电场中的加速度：a=(±e)E/m*

E：电场m*：载流子有效质量载流子在电场中的漂移速度：vd=a

=[(±e)

/m*]E上式表明，载流子的漂移速度与外电场平行，且成比例。比例系数通常称为载流子的迁移率。空穴和电子的迁移率：

p=ep/mp（空穴）

n=en/mn（电子）迁移率：cm2/V.S不仅反映导电能力的强弱，而且直接决定载流子漂移和扩散运动的快慢，决定材料是否适合做高频器件。在杂质浓度一定的情况下，电子的迁移率比空穴的大。空穴和电子的速度：vp=pE（空穴）vn=nE（电子）空穴和电子的电导率：

p=pep（空穴）

n=nen（电子）电导率：反映半导体材料导电能力的物理量。它由载流子密度和迁移率来决定。五、非平衡载流子反映热平衡条件下电子在各能级中分布情况的参数。同一热平衡体系应该有相同的费米能级。费米能级：多子：决定导电类型的多数载流子。少子：不决定导电类型的、与多数载流子电性相反的少数载流子。（3）反型层从耗尽层开始，当势垒进一步提高时，少子密度有可能超过多子密度，形成与原来导电类型相反的一层。（1）积累层由于能带弯曲，在表面附近的一层中多数载流子密度增加，称为积累层。（2）耗尽层在表面附近的一层中自由载流子几乎全部被排斥离开，只留下空间电荷区。六、p-n结在一片半导体样品上通过控制施主与受主浓度的办法，可以使得一边是以电子导电为主的n型半导体，另一边是空穴导电为主的p型半导体。在这两个区域的交界处附近，形成p-n结。p-n结是大多数半导体器件的核心，可制作成整流器、检波器、开关、放大器、光电池和半导体激光器等。1、平衡态p-n结的性质接触电势差V0自建电场2、p-n结的电流—电压特性p-n结的主要特性是具有整流效应，即单向导电性。外加电压在p区为正端、n区为负端时，流过p-n结的电流大，并随电压的增高而迅速增大。反之外加电压在p区为负端、n区为正端时，流过p-n结的电流小，并随电压的增高而趋向饱和值。七、MOS晶体管金属—氧化物—半导体场效应晶体管，通常也叫做绝缘栅场效应晶体管，简称MOS晶体管。它在半导体大规模集成电路中占有十分重要的地位。1、n型沟道MOS晶体管是用p型硅作衬底制成的。在硅表面上做上两个高掺杂的n+型“源”、“漏”区，两区之间的硅表面上有一层薄氧化膜，再在n+型的“源”、“漏”区上做欧姆接触引出电极。N型沟道增强型MOS晶体管：栅极上加上正电压，且此正电压大于开启电压VT时源极和漏极之间才会导电，随着正电压的增加，沟道的导电性能也跟着增强。如果氧化膜中含有正电荷，即使栅极上没有加正电压氧化膜中的正电荷也能吸引足够的电子，在硅表面上产生反型层使源漏之间导通。这种晶体管叫N型沟道耗尽型MOS晶体管，其转移特性如下图。2、p型沟道MOS晶体管:是用n型硅作衬底制成的。P型沟道增强型MOS晶体管的转移特性VGSVT源漏击穿电压第一节活塞式空压机的工作原理第二节活塞式空压机的结构和自动控制第三节活塞式空压机的管理复习思考题单击此处输入你的副标题，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor压缩空气在船舶上的应用：

1.主机的启动、换向；

2.辅机的启动；

3.为气动装置提供气源；

4.为气动工具提供气源；

5.吹洗零部件和滤器。

排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor空压机分类：按排气压力分：低压0.2～1.0MPa；中压1～10MPa；高压10～100MPa。按排气量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor第一节活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机膜片式压缩机旋转叶片式压缩机最长的使用寿命-

----低转速（1460RPM），动件少（轴承与滑片），润滑油在机件间形成保护膜，防止磨损及泄漏，使空压机能够安静有效运作；平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机，至今使用十万小时以上，依然完好如初，按十万小时相当于每日以十小时运作计算，可长达33年之久。因此，将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。滑(叶)片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳，噪音低，是值得信赖的气体压缩机。螺杆式压缩机气路系统：

A

进气过滤器

B

空气进气阀

C

压缩机主机

D

单向阀

E

空气/油分离器

F

最小压力阀

G

后冷却器

H

带自动疏水器的水分离器油路系统：

J

油箱

K

恒温旁通阀

L

油冷却器

M

油过滤器

N

回油阀

O

断油阀冷冻系统：

P

冷冻压缩机

Q

冷凝器

R

热交换器

S

旁通系统

T

空气出口过滤器螺杆式压缩机涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。

由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。

涡旋式压缩机零部件少，只有四个运动部件,压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）工作循环：4—1—2—34—1吸气过程

1—2压缩过程

2—3排气过程第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）

压缩分类：绝热压缩：1—2耗功最大等温压缩：1—2''耗功最小多变压缩：1—2'耗功居中功＝P×V（PV图上的面积）加强对气缸的冷却，省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环（单级压缩）1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因：1）余隙容积Vc的影响Vc不利的影响—残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。Vc有利的好处—

（1）形成气垫，利于活塞回行；（2）避免“液击”（空气结露）；（3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。第一节活塞式空压机的工作原理表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λv合适的C：低压0.07-0.12

中压0.09-0.14

高压0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容积Vc的影响C越大或压力比越高，则λv越小。保证Vc正常的措施：余隙高度见表6-1压铅法—保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理2）进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度，用压力系数λp表示：保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。λp

（0.90-0.98）2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3）吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用温度系数λt来衡量（0.90-0.95）。保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理4）漏泄的影响内漏：排气阀（回漏）；外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫。漏泄损失用气密系数λl来衡量（0.90-0.98）。保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。5）气体流动惯性的影响当吸气管中的气流惯性方向与活塞吸气行程相反时，造成气缸压力较低，气体比容增大，吸气量下降。保证措施：合理的设计进气管长度，不得随意增减进气管的长度，保证滤器的清洁。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理上述五条原因使实际与理论循环不同。4）漏泄的影响5）气体流动惯性的影响1）余隙容积Vc的影响2）进排气阀及流道阻力的影响3）吸气预热的影响2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3.排气量和输气系数理论排气量Vt----单位时间内活塞所扫过的气缸容积。实际排气量Q：Q=Vt

λ输气系数λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影响余隙容积Vc的影响进排气阀及流道阻力的影响吸气预热的影响二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理指示功率pi

：按示功图计算的功率理论功率Ps、PT：按理论循环计算的功率

Ps(PT)<pi轴功率P：压缩机轴的输入功率绝热指示效率等温指示效率机械效率总效率（