首页/文章/ 详情

模拟电路基础学习(1)之半导体二极管及其基本电路

1年前浏览367
        

模拟电路学习先从半导体开始

01
了解什么是半导体

半导体中含有两种载流子电子和空穴,载流子浓度计算公式为:

其中T:热力学温度

k:波尔兹曼常数

Eg:价电子摆脱共价键束缚成为自由电子所需的电离能

  • 当温度为0k时即热力学0度(摄氏温度-273度) ni=pi=0 ,半导体中没有载流子半导体于是成了绝缘体

  • 当T>k时,温度升高, ni,pi增大,导电能力增强。室温时载流子数目少,导电能力差

为了提高半导体的导电能力,在本征半导体中掺入元素

P型半导体:参入三价元素如硼:一个原子产生一个空穴和一个负离子

N型半导体:参入五价元素如磷:一个原子产生一个电子和一个正离子


02
PN结

1)什么是PN结

PN结两区的载流子存在浓度差,产生扩散运动形成空间电荷区建立内电场,形成的内电场会阻止多子扩散促使少子漂移,当多子扩散和少子漂移运动达到动态平衡时就形成了稳定的空间电荷区即PN结。

同时根据P区和N区掺杂浓度不同会形成对称式的PN结和非对称式的PN结

PN结加电压的方向如图所示分别为PN结正偏和反偏当

PN结正偏时:内电场减弱空间电荷区变窄PN结呈低阻

PN结反偏时:内电场增强空间电荷区变宽PN结呈高阻

2)PN结伏安特性

伏安特性方程为: 

当T=300K时, 

同时PN结也有电容效应分为扩散电容和势垒电容

3)PN结的应用

二极管是PN结的经典应用之一

  • 伏安特性曲线:

  • 高频等效电路:

03
分析二极管电路的几种方法

1)解析法:求解方程得出电压电流值

2)解分在非线性器件伏安特性曲线上作图分析

3)等效电路分析法:建立线性模型画出直流等效模型确定Q点坐标和交流等效模型计算交流指标

04
稳压管(齐纳二极管)



   

END


  

作者 | 小刚

排版 | 黑小姐

图片 | 河北师范大学模电PPT

参考资料 | 童诗白, 华成英. 《模拟电子技术基础(第五版)》

 *著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。
来源:集成电路小刚

非线性电路半导体电子电场
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-06-27
最近编辑:1年前
集成电路小刚
硕士 立志成为集成电路领域专家
获赞 3粉丝 42文章 69课程 0
点赞
收藏
未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习 福利任务 兑换礼品
下载APP
联系我们
帮助与反馈