医学影像学PN结课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/9/14,#,三、,PN,结,PN,结,：,在,P,型和,N,型半导体的交界面附近，形成一个具有独特的物理特性的结。,1,、,PN,结的形成,N,型半导体,：,整体电中性（磷正离子、电子带负电），载流子中电子浓度高于空穴。,P,型半导体,：,整体电中性（硼负离子、空穴带正电），载流子中空穴浓度高于电子。,P,N,1,1),两种载流子的运动,扩散运动,：,高浓度载流子向低浓度载流子一侧的扩散运动，使耗尽层变宽。,漂移运动,：低浓度载流子向高浓度载流子一侧的漂移运动，使耗尽层变窄。,动画演示,1-2,2,PN,结的形成,3,2),空间电荷区（耗尽层）,：,由于扩散运动，在,P,型和,N,型半导体的交接面附近，形成了空间电荷区（电子、空穴复合），它是个高阻区，又称阻挡层，内部无载流子。,4,3),内电场的形成,：,由于扩散运动形成了空间电荷区，电荷区两侧的正负离子形成了内电场如上图所示。在电场力作用下，少数载流子发生漂移。,特点,：,内电场阻碍了扩散运动，加强了漂移运动。,5,4,）,PN,结形成：,PN,结中扩散运动和漂移运动相互依存，相互矛盾，开始时，扩散运动占优势，空间电荷区不断加宽，内电场不断增强，扩散运动不断减弱，漂移运动却逐渐增强，当二者趋于平衡时，空间电荷区的厚度不再变化，形成了,PN,结。,动画再次演示,6,PN,结的形成,7,PN,结形成小结,1)PN,型半导体特点,2),两种载流子及两种运动形式,3),空间电荷区形成,4),内电场,5)PN,结形成,8,PN,结具有单向导电性，若外加电压使电流从,P,区流到,N,区，,PN,结呈低阻性，所以电流大；反之是高阻性，电流小。,如果外加电压使：,PN,结,P,区的电位高于,N,区的电位称为加,正向电压,，简称,正偏,；,PN,结,P,区的电位低于,N,区的电位称为加,反向电压,，简称,反偏,。,PN,结单向导电性引言：,9,2,、,PN,结的单向导电性,1,）,PN,结加正向电压时：,P,区接电源正端，,N,区接电源负端,耗尽层,外电场,内电场,PN,结正偏,内电场,耗尽层,减弱,变窄,扩散运动,加强,漂移运动,减弱,结平衡,破坏,动画,演示,P,N,10,2,、,PN,结的单向导电性,11,外电路形成极小反向电流,反向饱和电流,2,）,PN,结加反向电压时：,P,区接电源负端，,N,区接电源正端,耗尽层,内电场,外电场,PN,结反偏,内电场,耗尽层,加强,变宽,扩散运动,难于进行,漂移运动,加强,结平衡,破坏,动画演示,12,反偏总结：,外加的反向电压有一部分降落在,PN,结区，方向与,PN,结内电场方向相同，加强了内电场。内电场对多子扩散运动的阻碍增强，扩散电流大大减小。此时,PN,结区的少子在内电场作用下形成的漂移电流大于扩散电流，可忽略扩散电流，,PN,结呈现高阻性,。,在一定的温度条件下，由本征激发决定的少子浓度是一定的，故少子形成的漂移电流是恒定的，基本上与所加反向电压的大小无关，这个电流也称为,反向饱和电流,。,13,PN,结的单向导电性：,PN,结的单向导电性是由耗尽层的宽窄决定的，,PN,结加正向电压时，耗尽层变窄，呈现很小的正向电阻，正向电流较大：加反向电压时，耗尽层变宽，呈现很大的反向电阻，反向电流很小。,PN,结的这种正向导电性能良好，而反向导电性能很差的特点，称为,PN,结的单向导电性。,3,、,PN,结的伏安特性曲线,：（,PN,结外接电压时）,理论公式,14,OA:,正向特性,OB:,反向特性,I,S,:,反向饱和电流,击穿特性,15,4,、,PN,结的击穿,当反向电压超过一定值时,PN,结会出现击穿,此时反向电流剧增，反向电流开始剧增的电压称为反向击穿电压,.,1),齐纳击穿,:,内电场的强作用下,束缚电子被直接从共价键中拉出来,形成电子空穴对,而产生大量的载流子,加强了漂移运动,出现击穿,.,本质是场致激发,.,8v,注意：,出现击穿，,PN,结并不一定坏了，只有超过允许值时，才烧毁。,16,第 二节 半导体二极管,一、二极管的结构和符号,构成,：,以,PN,结为核心，两端加上电极引线、管壳。,结构：,点接触型、面结合型、平面型,面结合型,点接触型,平面型,符号如下,符号,17,二、二极管的伏安特性,二极管的伏安特性同,PN,结的伏安特性：正向特性、反向特性、击穿特性。且随温度而变化。,锗管,硅管,0.7v,0.2V,18,1,）,.,正向特性,当,U,0,，即处于正向特性区域。正向区又分为两段：,当,0,U,U,th,时，正向电流为零，,U,th,称为死区电压或开启电压。,当,U,U,th,时，开始出现正向电流，并按指数规律增长。,硅二极管的死区电压,U,th,0.5 V,左右，锗二极管的死区电压,U,th,0.1 V,左右。,U,U,U,19,2,）,.,反向特性,当,U,0,时，即处于反向特性区域。反向区也分两个区域：,当,U,BR,U,0,时，反向电流很小，且基本不随反向电压的变化而变化，此时的反向电流也称,反向饱和电流,I,S,。,当,UU,BR,时，反向电流急剧增加，,U,BR,称为,反向击穿电压,。,U,BR,U,20,在反向区，硅二极管和锗二极管的特性有所不同。,硅二极管,的反向击穿特性比较硬、比较陡，反向饱和电流也很小；,锗二极管,的反向击穿特性比较软，过渡比较圆滑，反向饱和电流较大。,U,BR,U,从击穿的机理上看，硅二极管若,|,U,BR,|7V,时，主要是雪崩击穿；若,U,BR,4V,则主要是齐纳击穿，当在,4V,7V,之间两种击穿都有，有可能获得零温度系数点。,21,三、二极管的主要参数,1,、最大整流电流,：是指二极管在长期工作时，允许通过的最大正向电流。,2,、最高反向工作电压,：是指二极管在长期工作时，允许通过的最大反向电压。,3,、反向电流,：是指二极管未击穿时反向电流值,4,、最高工作频率,：是指二极管具有单向导电性的最高工作频率。,四、二极管的应用,-,限幅器,利用二极管的单向导电性达到各种限幅的目的。,正向导通：反向截止：,电阻很小，近似为接通的开关,电阻很大，近似为断开的开关,22,E,u,i,当,E,u,i,当,E,i,u,23,国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：,2 A P 9,用数字代表同类型器件的不同型号,.,用字母代表器件的类型，,P,代表普通管,.,用字母代表器件的材料，,A,代表,N,型,Ge.B,代表,P,型,Ge,，,C,代表,p,型,Si,，,D,代表,N,型,Si,2,代表二极管，,3,代表三极管,.,24,五、稳压管,1,、稳压管：,具有稳定电压的特点，实质上是一个二极管，它具有陡峭的反向击穿特性，工作在反向击穿状态的一个二极管。,2,、符号：,3,、原理：,二极管反向击穿时，当反向电压增大到一定值时，反向电流突然上升，此后当反向电压有极微小变化时，反向电流就会有很大的增加。稳压管利用了二极管的反向击穿特性，来达到稳压目的。,25,4,、稳压管 的伏安特性：,26,5,、稳压管主要参数,1,）稳定电压,2,）工作电流,3,）耗散功率,不被烧毁的最大耗散功率,4,）动态电阻,动态电阻越小越好,5,）电压温度系数：受温度影响的系数,27,小结：,PN,结的 形成,PN,结的单单向导电性,二极管、稳压管的极性、符号特性曲线,28,例子：,和,均为硅管，,分别为,0V,和,3V,的不同组合，求,通,0.7V,通,截止,0.7V,截止,通,0.7V,通,通,3.7V,通,29,知识扩展,1,、器件命名法,30,2,、阻容器件,31,32,33,结束语,当,你尽了自己的最大努力,时,，,失败,也是伟大,的，所以不要放弃，坚持就是正确的。,When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The,End,谢谢,大家,荣幸,这,一路，与你同行,ItS An Honor To Walk With You All The,Way,演讲人：,XXXXXX,时 间：,XX,年,XX,月,XX,日,