秦曾煌电工学·电子技术第7版下册笔记和...

内容简介

本书是秦曾煌编写的《电工学?电子技术》（第7版）（下册）的学习辅导书，主要包括以下内容：

（1）梳理知识脉络，浓缩学科精华。本书每章的复习笔记均对该章的重难点进行了整理，并参考了国内名校名师讲授该教材的课堂笔记。因此，本书的内容几乎浓缩了该教材的知识精华。

（2）详解课后习题，巩固重点难点。本书参考大量相关辅导资料，对秦曾煌编写的《电工学?电工技术》（第7版）的课后思考题进行了详细的分析和解答，并对相关重要知识点进行了延伸和归纳。

（3）精选考研真题，培养解题思路。本书精选详析了部分名校近年来的相关考研真题，这些高校均以该教材作为考研参考书目。所选考研真题基本涵盖了每章的考点和难点，考生可以据此了解考研真题的命题风格和难易程度，并检验自己的复习效果

试读（部分内容）

第14章 半导体器件

14.1 复习笔记

一、半导体的导电特性

半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间的材料。很多半导体的导电能力在不同条件下有很大的差别。

1．本征半导体

本征半导体：完全纯净的，晶格完整的半导体。

  在本征半导体的晶体结构中，每一个原子与相邻的四个原子结合。每一个原子的一个价电子与另一个原子的一个价电子组成一个电子对，构成共价键。共价键中的电子在获得一定能量后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子。

空穴：在电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后，共价键中就留下一个空位，称为空穴。空穴运动相当于正电荷的运动。

当半导体两端加上外电压时，半导体中将出现两部分电流：

（1）一是自由电子作定向运动所形成的电子电流。

（2）二是仍被原子核束缚的价电子（注意，不是自由电子）递补空穴所形成的空穴电流。

在半导体中，同时存在着电子导电和空穴导电，这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差别。自由电子和空穴都称为载流子。

2.N型半导体和P型半导体

杂质半导体：本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）后，导电性能大大增强的半导体。

（1）N型半导体

N型半导体：在硅或锗的晶体中掺入磷（或其他五价元素），以自由电子导电为主要导电方式的半导体。在N型半导体中，自由电子是多数载流子，而空穴则是少数载流子。

（2）P型半导体

  P型半导体：在硅或锗晶体中掺入硼（或其他三价元素），以空穴导电为主要导电方式的半导体。在P型半导体中，空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。

注意：N型半导体和P型半导体虽然都有一种载流子占多数，但晶体仍然是不带电的。

二、PN结及其单向导电性

PN结：在P型半导体和N型半导体的交界面形成的一个特殊薄层。

（1）当在PN结上加正向电压，P区的多数载流子空穴和N区的多数载流子自由电子在电场作用下通过PN结进入对方，两者形成较大的正向电流。此时PN结呈现低电阻，处于导通状态。

（2）当在PN结上加反向电压，P区和N区的多数载流子受阻，难于通过PN结。但P区的少数载流子自由电子和N区的少数载流子空穴在电场作用下却能通过PN结进入对方，形成反向电流，由于少数载流子数量很少，因此反向电流极小。此时PN结呈现高电阻，处于截止状态。

三、二极管

1．基本结构

（1）定义：将PN结加上相应的电极引线和管壳就成为二极管。

（2）分类：二极管有点接触型、面接触型和平面型三类。

①点接触型二极管：（一般为锗管）如图14-1(a)所示。它的PN结结面积很小（结电容小），因此不能通过较大电流，但其高频性能好，故一般适用于高频和小功率的工作，也用作数字电路中的开关元件。

  ②面接触型二极管（一般为硅管）如图14-1（b）所示。它的PN结结面积大（结电容大），故可通过较大电流．但其工作频率较低，一般用作整流。

③平面型二板管如图14-1（c）所示，可用作大功率整流管和数字电路中的开关管。

（3）图14-1（d）所示是二极管的符号。

图14-1  二极管

（a）点接触型；（b）面接触型；（c）平面型；（d）符号

2．伏安特性

二极管是一个PN结，具有单向导电性，其伏安特性曲线如图14-2所示。

（1）当外加正向电压很低时，正向电流很小，几乎为零。

  （2）当正向电压超过一定数值后，电流增长很快，这个一定数值的正向电压称为死区电压或开启电压。通常，硅管的死区电压约为0.5V，锗管约为0.1V，导通时的正向压降，硅管为0.6~0.8V，锗管为0.2~0.3V。

图14-2  二极管的伏安特性曲线

（a）2CZ52A二极管；（b）2AP2锗二极管

（3）在二极管上加反向电压会形成很小的反向电流。

①反向饱和电流

反向饱和电流：在反向电压不超过某一范围时反向电流的大小基本恒定。

击穿：当外加反向电压过高时，反向电流将突然增大，二极管失去单向导电性。

反向击穿电压：产生击穿时加在二极管上的反向电压。

②反向电流特点：

a．它随温度的上升增长很快。

b．在反向电压不超过某一范围时形成反向饱和电流。

c．而当外加反向电压过高时，二极管被击穿。

3．主要参数

（1）最大整流电流

：最大整流电流是指二极管长时间使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。

（2）反向工作峰值电压

：保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是反向击穿电压的一半或三分之二。

（3）反向峰值电流

：指在二极管上加反向工作峰值电压时的反向电流值。

二极管的应用主要都是利用它的单向导电性。可用于整流、检波、限幅、元件保护以及在数字电路中作为开关元件等。

四、稳压二极管

1．基本结构