"电路(第五版邱关源著)第一张PPT主要涵盖了半导体器件的基础知识,包括N型和P型半导体的区别,PN结的工作原理,晶体管与场效应管的放大状态,以及相关的二极管、稳压管和晶体管的特性分析。"
在电路领域,半导体器件是电子设备的核心组成部分,本章内容主要讨论了以下几个关键知识点:
1. **半导体类型与掺杂**:
- N型半导体是通过在硅或锗等本征半导体中掺杂五价元素(如磷或砷),形成大量的自由电子作为多子。
- P型半导体则是掺杂三价元素(如硼或镓),形成空穴作为多子。当N型半导体掺入三价元素,可以转变为P型半导体。
2. **PN结**:
- PN结在无光照、无外加电压时,由于扩散和漂移电流的平衡,结电流为零。
- 当PN结加正向电压时,空间电荷区变窄,允许电流通过;反向电压下,空间电荷区变宽,阻止电流流动。
3. **晶体管**:
- 晶体管在放大状态下,集电极电流是由少数载流子(空穴或电子)的漂移运动形成的,而不是多子。
- 放大区的条件是发射结正偏,集电结反偏,这样可以保证电流放大作用。
4. **场效应管**:
- 结型场效应管中,栅-源之间的电压控制耗尽层的宽度,当耗尽层承受反向电压时,RGS(栅源电阻)较大,实现电流控制。
- 耗尽型N沟道MOS管,UGS大于零时,输入电阻不会明显减小,这与增强型MOS管和结型场效应管不同。
5. **二极管与稳压管**:
- 稳压管在反向击穿状态下工作,以提供稳定的电压输出。
- 二极管的电流方程通常基于Shockley理想二极管模型,当正向偏置时,电流随着电压增加几乎线性增长。
6. **电路分析**:
- 图T1.3展示了各种二极管电路的输出电压计算,考虑了二极管的导通电压UD。
- 图T1.4中,根据稳压管的稳压值和最小稳定电流,可以计算输出电压。
- 图T1.5的晶体管输出特性曲线用于确定安全工作区,超过特定电流和电压组合的区域被视为过损耗区。
这些基础知识对于理解和设计电子电路至关重要,特别是在模拟电路和数字电路设计中。通过学习这些概念,工程师能更好地掌握半导体器件如何在实际电路中发挥作用,并解决相关的电路问题。