电工电子学第二版第六章.pptx

《电工电子学》第六章整流、滤波及稳压电路主讲教师：龚军EAIL：gongjun@hust.edu.cn

第六章整流、滤波及稳压电路半导体的导电特性6-1半导体二极管6-2稳压管6-3本章内容整流、滤波及其稳压电路6-4

PN结的单向导电性稳压二极管管的稳压原理本章重点：二极管的伏安特性二极管的整流、滤波电路工作原理

单相桥式整流电路u2的正半周A→D1→RL→D3→B，uO=u2u2的负半周B→D2→RL→D4→A，uO=-u2四只管子如何接？集成的桥式整流电路称为整流堆。（1）工作原理若接反了呢？

1、工作原理电容滤波电路u0u2u2u1abD4D2D1D3RLC+_uCi0u2正半周，D1、D3导通，电源在给负载RL供电的同时也给电容充电，uC增加，uo=uC。（oa段）uou2?tO?tOauc＞u2，D1、D3截止，电容C通过RL放电，uo=uC。（ab段）b注：放电的快慢取决于τ=RLC，τ愈大，放电愈慢，输出电压愈平缓u2负半周，u2＞ucD2、D4导通，电源又给电容充电，uC增加，uo=uC。（bc段）c

稳压管稳压电路uRLUo++––~RC+–UiDZ+–稳压管稳压电路UIUZIZminIZmax稳压管工作在反向击穿区由于两端电压不变，与负载并联起到稳定负载电压作用限制电流

实验内容实验电路图10uF~220V~17VC2D2D1D3D4C1470uF7805RL③稳压将7805接入电路，观察记录输出波形并记录在表

6-1半导体的导电特性知识准备：物质按导电性能划分：导体、绝缘体和半导体。导体：一般是低价元素，如铜、铁、铝等金属在外电场的作用下自由电子定向流动形成了电流。导体具有较好的导电性。绝缘体：一般为高价元素，如橡胶、塑料、惰性气体绝缘体导电性差。物质的导电性能取决于：原子结构，最外层电子数目越少，导电性就越强。

6-1半导体的导电特性6-1-1本征半导体1、半导体导电特性半导体：导电性介于导体和绝缘体之间。典型半导体材料:硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。(可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变(可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化(可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等)。热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强

通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。2本征半导体完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构共价健SiSiSiSi价电子共价键中的两个电子，称为价电子。

SiSiSiSi价电子价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子（带负电），同时共价键中留下一个空位，称为空穴（带正电）。本征半导体的导电机理这一现象称为本征激发。空穴温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多，自由电子和空穴成对出现。自由电子在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）称为复合运动。

本征半导体的导电机理当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分电流(1)自由电子作定向运动?电子电流(2)价电子递补空穴?空穴电流注意：(1)常温下本征半导体中载流子数目极少,其导电性能很差；(2)温度愈高，载流子的数目愈多,半导体的导电性能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。（3）相同条件下，本征半导体较一般半导体导电性弱很多。自由电子和空穴都称为载流子。自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。

6-1-2N型半导体和P型半导体（掺杂半导体）掺杂后自由电子数目大量增加，自由电子导电成为这种半导体的主要导电方式，称为电子半导体或N型半导体。掺入五价元素SiSiSiSip+多余电子磷原子在常温下即可变为自由电子在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）,形成掺杂半导体。因掺的的杂质不同分为：N型半导体和P型半导体。在N型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。掺入P元素越多，导电性越强。

6-1-2N型半导体和P型半导体掺杂后空穴数目大量增加，空穴导电成为这种半导体的主要导电方式，称为空穴半导体或P型半导体。掺