《电子技术》廖利华主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《电子技术》

【作　者】廖利华主编

【丛书名】职业教育规划新教材

【页 数】 231

【出版社】 成都：电子科技大学出版社 , 2019.12

【ISBN号】978-7-5647-7525-4

【价 格】38.00

【分 类】电子技术-中等专业学校-教材

【参考文献】 廖利华主编. 电子技术. 成都：电子科技大学出版社, 2019.12.

图书目录：

《电子技术》内容提要：

本书的主要内容共分两篇：模拟电子技术篇包括二极管及其应用、晶体管及放大电路基础、常用放大器、正弦波振荡电路、直流电源、电力电子器件及应用；数字电子技术篇包括数字电路基础、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形产生与变换等。本书注重实践技能的培养和训练，内容力求少而精，理论联系实际，可作为中等职业院校电子类及相关专业的教材使用，也可供相关爱好者学习使用。

《电子技术》内容试读

第一章半导体元器件

学习目标

·了解PN结的单向导电性

·掌握半导体二极管结构，电压、电流关系，主要参数，了解特殊二极管的作用

·理解半导体三极管结构、放大作用、特性曲线和主要参数

·了解半导体元器件查表法

电子技术

第一节半导体的基本知识

物体根据导电能力的强弱可分为导体、半导体和绝缘体三大类。凡是容易导电的物质(如金、银、铜、铝、铁等金属物质)称为导体，不容易导电的物质（如玻璃、橡胶、塑料、陶瓷等)称为绝缘体，导电能力介于导体和绝缘体之间的物质（如硅、锗、硒等）称为半导体。半导体之所以得到广泛的应用，是因为它具有热敏性、光敏性、参杂性等特殊性能。

一、本征半导体

本征半导体是一种纯净的半导体晶体。常用的半导体材料是单晶硅(S)和单晶锗

(Ge)。半导体硅和储都是4价元素，其原子结构如图1-1(a)、(b)所示。最外层是4个电子，将原子核和芯电子看成一个整体，称为惯性核，如图1-1(c)所示。惯性核带4个单位的正电荷，最外层有4个价电子，带4个单位负电荷，整个原子呈中性。

电子轨道

惯性核

+3迈

原子核

价电子

(a)硅原子

()储原子

(c)简化模型

图1-1半导体的原子结构示意图

本征半导体晶体结构示意图如图1-2所示。由图1-2可见，各原子间整齐而有规则地排列着，使每个原子的4个价电子不仅受所属原子核的吸引，而且还受相邻4个原子核的吸引，每一个价电子都为相邻原子核所共用，形成了稳定的共价键结构。每个原子核最外层等效有8个价电子，由于价电子不易挣脱原子核束缚而成为自由电子，所以，本征半导体导电能力较差。

但是，如果能从外界获得一定的能量（如光照、温升等），有些价电子就会挣脱共价键的束缚而成为自由电子，在共价键中留下一个空位，称为“空穴”。空穴的出现使相邻原子的价电子离开它所在的共价键来填补这个空穴，同时，这个共价键又产生了一个新的空穴。这个空穴也会被相邻的价电子填补而产生新的空穴，这种电子填补原有空穴同时又产生新空穴的现象相当于带正电荷的空穴在运动，因此可以把空穴看成一种带正电荷的载流子。空穴越多，半导体的载流子数目就越多，形成的电流就越大。

第一章半导体元器件

由于热激发而产

共价键

生的自由电子

+4

+

息盘厨整、

价电子

图1-2单品硅的共价键结构

在本征半导体中，空穴与电子是成对出现的，称为电子一空穴对。其自由电子和空穴的数目总是相等的。本征半导体在温度升高时产生电子一空穴对的现象称为本征激发。温度越高，产生的电子一空穴对数目就越多，这就是半导体的热敏性。

在半导体中存在着自由电子和空穴两种载流子，而导体中只有自由电子这一种载流子，这是半导体与导体的不同之处。

二、杂质半导体

在本征半导体中掺入微量的杂质元素，就会使半导体的导电性能发生显著改变。根据

掺入杂质元素的性质不同，杂质半导体可分为P型半导体和N型半导体两大类。

1.P型半导体

P型半导体是在本征半导体硅（或储）中掺人微量的3价元素（如硼(B)、铟(I)、

铝(A)等)而形成的。因杂质原子只有3个价电子，它与周围的硅原子组成共价键时，

缺少1个电子，所以在晶体中便产生了一个空穴，当相邻共价键上的电子受热激发并获得能量时，就有可能填补这个空穴，使硼原子成为不能移动的负离子，而原来硅原子的共价键因缺少了一个电子，便形成了空穴，使得整个半导体仍呈中性，如图1-3所示。

在P型半导体中，原来的晶体仍会产生电子一空穴对，由于杂质的参入，使得空穴数

目远大于自由电子数目，成为多数载流子（简称多子），而自由电子则为少数载流子（简

称少子)。因而P型半导体以空穴导电为主。

2.N型半导体

N型半导体是在本征半导体硅中掺人微量的5价元素（如磷(P)、砷(As)、锑(Sb)等)而形成的，杂质原子有5个价电子与周围硅原子结合成共价键时，多出1个价电子，这个多余的价电子易成为自由电子，如图1-4所示。

在N型半导体中，同P型半导体一样，原来的品体仍会产生电子一空穴对，由于杂

质的摻入，使得自由电子数目远大于空穴数目，成为多数载流子，而空穴则为少数载流

电子技术

子。因而N型半导体以自由电子导电为主。

综上所述，在掺入杂质后，载流子的数目都有相当程度的增加。因而对半导体参杂是改变半导体导电性能的有效方法。

空穴

自由

●

●

●

●

原子

●

蘭事

44●

图1-3P型半导体的共价键结构

图1-4N型半导体的共价键结构

三、PN结的形成及特性

1.PN结的形成

在同一块半导体基片的两边分别形成N型和P型半导体，它们的交界面附近会形成

一个很薄的空间电荷区，称为PN结。PN结的形成过程如图1-5所示。

P呕

N区

P

空贵区一

N

0.0.0。⊙。9999

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●

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●

●

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●

●

扩散运动方向

内电场

(a)多子扩散示意图

b)PN结的形成

图1-5PN结的形成

由图1-5(a)可见，界面两边明显存在着载流子的浓度差，N区的多子（电子）必然

向P区扩散，并与界面附近P区的空穴复合，在N区留下一层不能移动的正电荷离子。

同样，P区的多子（空穴）也会向N区扩散，并与界面附近的N区电子复合而消失，在P

区留下一层不能移动的负电荷离子。扩散的结果使界面出现了空间电荷区，如图1-5(b)

所示。空间电荷区形成了一个由N区指向P区的内电场。内电场的存在阻碍了扩散运动，

但却使P区少子（电子）向N区漂移，N区的少子（空穴）向P区漂移。多子的扩散运

动使空间电荷区加厚，而少子的漂移运动使空间电荷区变薄。当扩散与漂移达到动态平衡

时，便形成了一定厚度的空间电荷区，称为P、结。由于空间电荷区缺少能移动的载流

第一章半导体元器件

子，故又称PN结为耗尽层或阻挡层。

2.PN结的单向导电性

(1)PN结正向偏置一导通。

给PN结加上电压，使电压的正极接P区，负极接N区（即正向连接或正向偏置），

如图1-6()所示。由于PN结是高阻区，而P区与N区电阻很小，所以外加电压几乎全

部落在PN结上。由图1-6(a)可见，外电场将推动P区多子（空穴）向右扩散，与原空

间电荷区的负离子中和，推动N区的多子（电子）向左扩散与原空间电荷区的正离子中

和，使空间电荷区变薄，打破了原来的动态平衡。同时电源不断地向P区补充正电荷，向

N区补充负电荷，其结果是使电路中形成较大的正向电流，由P区流向N区。这时PN结

对外呈现较小的阻值，处于正向导通状态。

(2)PN结反向偏置一截止。

将PN结按图1-6(b)所示方式连接（称PN结反向偏置），外电场方向与内电场方向

一致，它将N区的多子（电子）从PN结附近拉走，将P区的多子（空穴）从PN结附近

拉走，使PN结变厚，呈现出很大的阻值，且打破了原来的动态平衡，使漂移运动增强。

由于漂移运动是少子运动，所以漂移电流很小；若忽略漂移电流，则可以认为PN结

截止。

结变窄

结变窄

内电场方向

内电场方向

外电场方向

外电场方向

正向电流（很大）

正向电流（很小

(a)正向连接

b)反向连接

图1-6PN结的单向导电性

综上所述，PN结正向偏置时，正向电流很大；PN结反向偏置时，反向电流很小，

这就是PN结的单向导电性。

第二节半导体二极管

一、半导体二极管的结构

1.结构和符号

半导体二极管又称晶体二极管，简称二极管。二极管按其结构的不同可以分为点接触

电子技术

型和面接触型两类

点接触型二极管的结构，如图1-7()所示。这类管子的PN结面积和极间电容均很

小，不能承受高的反向电压和大电流，因而适用于制作高频检波和脉冲数字电路里的开关元件，以及作为小电流的整流管。

面接触型二极管也称面结型二极管，其结构如图1-7(b)所示。这种二极管的PN结面积大，可承受较大的电流，其极间电容大，因而适用于整流，而不适用于高频电路中。

图1-7（©）所示是硅工艺平面型二极管的结构图，是集成电路中常见的一种二极管。

二极管的图形符号如图1-7(d)所示。

阳极

铝合金小球引线八结

阳极阴极

N型锗片

引线引线

阳极

金锑

引线

N共

合金

:D负极

金属触丝

外壳

底座

阴极

P型支持衬底

引线

(a)点接触型二极管

b)面接触型二极管

(c)集成电路中的平面型二极管

(d图形符号

图1-7半导体二极管的结构及符号

2.类型

二极管根据外形、结构、材料、功率和用途可分成各种类型，按国标GB249一74的

规定，国产二极管的型号命名方法见附录A。

二、半导体二极管的特性

1.伏安特性

根据制造材料的不同，二极管可分为硅、锗两大类。其伏安特性也相应地分为两类。图1-8()所示为硅二极管的伏安特性；图1-8(b)所示为锗二极管的伏安特性。现以图1-8(a)所示的硅二极管为例来分析二极管的伏安特性。

(1)正向特性。

OA段称为“死区”。在这一区间，正向电压增加时正向电流增加甚微，近似为零。这

是由于正向电压较小时，外电场不足以克服PN结内电场对多子扩散运动的阻碍作用，只

有极少数多子能越过PN结形成电流的缘故。在该区，二极管呈现出很大的正向电阻，对

外不导通。A点所对应的电压被称为门槛电压（或死区电压），记作V:,其大小随二极管

材料和温度的不同而不同，一般硅管约为0.5V,锗管约为0.2V。

AB段称为正向导通区。随着外加电压的持续增大，外电场削弱了内电场对多子的阻

碍作用，正向电流开始增大。在这一区间，正向电流变化范围相当大，但二极管两端电压的变化却很小。换句话说，在该区间，正向电压已大大削弱了内电场对多子的阻碍作用，

多子在外电场作用下大量通过PN结。当正向电压从0.6V增加到0.8V时，电流急剧增

···试读结束···