吐槽:我十一月份痛苦地開始了期末復習之后,我想到我好像都是期末速成的,而速成容易忘.......模電作為專業基礎課,忘了的話以后就沒公司要我了,考研也等同于重開.........心之惶恐,故打算寒假伊始,趁吾未忘完期末知識,于是作文以備,
本總結用于個人復習、考研一輪需要,也可供其他小伙伴學習、借鑒,基于GAY電期末引導,先粗略基于gay電期末寫五篇,所以只為建立系統,對細節并沒有深挖,
第一章 半導體及其器件
個人概述——這一章我們學什么呢?學半導體的基本知識,pn結是什么,二極管的構造與特性,如何分析二極管的基本電路,(具體如下)

但是,因為這里是現初步建立體系,我們在這討論的是一些枝干,對部分知識忽略,
gay電在此考的是半導體的基本知識和pn結和二極管基本電路,這一章我們就講這個,
首先,我們要了解半導體器件是什么?
半導體器件是構成電子電路的基本原器件,所用的材料是徑特殊加工且性能可控的材料,由此我們引出一個運用非常廣泛的——本征半導體,那什么是本征半導體呢?
純凈的具有晶體結構的半導體叫做本征半導體,(考點這不就來了嗎?)
我們知道,物質的導電性決定于原子結構,導體一般是低價元素,他們的最外層電子就很容易掙脫原子核束縛成為自由電子;而高價元素的最外層電子受原子核束縛性強,很難成為自由電子,故導電性差,而半導體材料(Si、Ge)的導電性就是在此之間,而通過再人為的摻雜特定的雜質元素,便使半導體導電性具有了可控性,而我們學習這章,就是要粗淺地認識半導體內部是如何導電的,
半導體內部是怎么導電的呢?
首先我們要認識,本征半導體中有兩種載流子——空穴和自由電子,我們知道,若原子的最外層電子受某種情況而掙脫了原子核的束縛就叫做自由電子,那么空穴是什么呢?
在晶體中,,極少數的價電子由于熱運動(熱激發)獲得能量而掙脫了共價鍵的束縛成為自由電子,此時在共價鍵中流下的空位置——就叫空穴,
在本征半導體中,自由電子與空穴是成對出現的,即 自由電子與空穴數目相等(考點這不就來了嗎?)
這時,我們還要引入一個概念:載流子,我們知道,電荷的定向流動形成電流,那么是什么運載著電荷流動呢? 我們把 運載電荷的粒子成為載流子,導體導電只有一種載流子,即是自由電子導電的,而本征半導體有兩種載流子,一個種是空穴,一種是自由電子,而這,便體現了半導體導電的特殊性質,
前面我們說了,晶體中價電子由于熱運動而掙脫共價鍵束縛成為自由電子因而產生空穴,類似的,半導體空穴的產生也是因為熱運動,那么我們 又雙叒 引入一個概念——本征激發,半導體在熱激發下產生自由電子和空穴對的現象叫做本征激發,
自由電子在運動程序中如果與空穴相遇就會填補空穴,使兩者同時消失,這種現象叫做復合,在一定溫度下,本征半導體中的載流子濃度是一定的,因為一定溫度下,本征激發所產生的自由電子和空穴對,與復合的自由電子與空穴對數目相等,達到動態平衡,故會讓其載流子濃度相等,
好了,我們目前把半導體的部分內容已經大致講了一下,接下來我們該講講人為摻雜的半導體會有怎么樣的特定的功能了,
我們的主角:N型半導體、P型半導體即將登場!
N型半導體
在純凈的硅晶體中摻入五價元素(如磷),使之替代晶格中硅原子的位置,就形成了N型半導體,在N型半導體中,自由電子濃度大于空穴濃度,故稱自由電子為多數載流子(簡稱多子),空穴為少數載流子(簡稱少子),N型半導體主要靠自由電子導電,摻入的雜質越多,多子濃度越高,導電性越強,
(補充:晶格是晶體中原子在空間上形成排列整齊的點陣,)
P型半導體
在純凈的硅晶體中摻入三價元素(如硼),使之替代晶格中硅原子的位置,就形成了P型半導體,P型半導體中,空穴為多子,自由電子為少子,主要靠空穴導電,摻入的雜質越多,空穴濃度越高,導電性越強,
講完了n、p型半導體,我們就要講PN結了!
把P型半導體和N型半導體制作在同一塊硅片上,他們交界之處就形成了PN結,pn結具有單向導電性,利用此性質,我們可以制作二極管、三極管等,而這些以后再討論,
在此,我們需要再學習幾個概念:
在電場力的作用下,載流子的運動稱為漂移運動,
物質從高濃度向低濃度的地方運動稱為擴散運動,(補充:當把P型半導體和N型半導體制作一起時,在他們交界面兩種載流子濃度相差大,P區的空穴必然向N區擴散,N區的自由電子必然也向P區擴散)
正向偏置:電源正極接PN結P端,負極接PN結N端,(也稱PN結外加正向電壓),此時擴散電流大于漂移電流,PN結變窄,導通,
下邊的圖方便記憶


接下來,我們就要講二極管了!
二極管
一個二極管由一個PN結構成,故二極管具有單向導電性,

反向擊穿:因為二極管是正向導通的,二極管兩端加反向電壓時,電子不能通過二極管,使得二極管相當于斷路,但是這個斷路取決于把二極管反向接時,二極管兩端的電壓(即反向電壓),如果這個反向電壓足夠大,二極管就被擊穿了,

二極管恒壓降模型

練練題:

這是我個人的見解,應試思維,至于為什么,我們以后再討論:
首先我們先分析電路,這是一個開路的結構,也就是說,這個R電阻,他是不會存在使電源電壓在黑點部分降壓的,那么接下來,是這么分析的:假設各個支路都能導通:那么
Uvd1=5-3.6=1.4V;
Uvd2=5-1.4=3.6V;
Uvd3=5-0.3=4.7V,
然后,哪個電壓差值最大哪個先導通(應試思維,在此不解釋)Uvd3最大,VD3導通,故Uo=0.3+0.7(硅二極管恒壓降)=1V
再練練:

在此只分析三道題(來自我偶像北王的思路)
第一題,假設二極管導通,那么其兩端電壓就是0.7V,0.7>0,假設成立,則二極管左右兩端電壓為1.3V,R電阻兩端電壓就是1.3V,
第三題,假設二極管導通,二極管下端電壓是-2V,那么上端電壓就是-1.3V,電阻兩端電壓就是2-(-1.3)=3.3V>0V,假設成立,所以Uo3=-1.3V
第六題,假設二極管導通(這個導通是從右往左看的哦),二極管上端電壓是2.7V,電阻R的下端電壓是-2V,此時電流方向就應該是順時針的,但是,再跳出來看整個電路,二極管的反向端在下邊,說明電流應該是在二極管支路上是從上到下的,應該是逆時針才是,假設與現實不符合,假設不成立,二極管不導通,回路無電流,Uo6兩端電壓是 -2V
穩壓二極管
穩壓管是一種硅材料制成的面接觸型晶體二極管,穩壓管在反向擊穿時,在一定電流范圍內(或是說一定功率損耗內),端電壓幾乎不變,這就是穩壓特性,
二極管的運用

| 正常工 作狀態 | 主要引數 | 電路 模型 | 應用 | |
| 普通 二極管 | 正向導通或反向截止 | 最大平均整流電流 IF 最大反向作業電壓 VR 反向飽和電流 IS 最高作業頻率 fmax | 線性模型; 交流小信號模型 | 整流 限幅 鉗位 檢波 |
| 穩壓 二極管 | 反向(電)擊穿狀態 | 穩定電壓UZ 最大穩定作業電流IZmax 最小穩定作業電流IZmin 動態電阻rZ | 內阻為rZ的恒壓源 | 穩壓 |

gay電考試考這個:(雙向限幅電路)
(補充知識)二極管最基本的作業狀態是導通和截止兩種,利用這一特性可以構成限幅電路,所謂限幅電路,就是指限制電路中某一點的信號幅度大小,
當信號幅度大到一定程度時,不讓信號的幅度再增大;當信號的幅度沒有達到限制的幅度時,限幅電路不作業,具有這種功能的電路稱為限幅電路,利用二極管來完成這一功能的電路稱為二極管限幅電路,
雙向偏壓限幅是兩個二極管加兩個偏置電壓,正半周大于等于某V時,D1導通,超出部分被鉗位在某V;負半周小于等于-某V時,D2導通,超出部分被鉗位在 負某V,

這個限幅電路怎么看的呢?
V1信號源輸入正弦波,正半周的信號在D2處不能通過,D2處截止,但在D1處能通過,由于二極管特性,當信號的電壓大于等于V2 + 0.7v時,二極管導通,Vo被鉗位,即是一條直線,
其負半周的信號在D1處截止,D2處導通,即 當信號的負半周電壓小于等于 -0.7V - V3 時,二極管導通,Vo被Vo被鉗位,即是一條直線,
好了,現在我們介紹完二極管了,也該到三極管了
三極管(BJT)
三極管,全稱是半導體三極管,也稱為雙極型三極管,是一種控制電流的半導體器件,其作用是把微弱信號放大成幅度值較大的電信號,也用作無觸點開關,

三極管是半導體基本元器件之一,具有電流放大作用,是電子電路的核心元件,三極管是在一塊半導體基片上制作兩個相距很近的PN結,兩個PN結把整塊半導體分成三部分,中間部分是基區,兩側部分是發射區和集電區,排列方式有PNP和NPN兩種,
(補充:三極管其實是分為兩種:雙極型三極管(Bipolar Junction Transistor)(說白了就是 有兩種極性的載流子參與導電) 和 單極性三極管(Field Effect Transistor)(說白了就是 只有一種極性的載流子參與導電),但在此處,我只討論BJT,
)
BJT型別
按作業頻率分:高頻管、低頻管
按功率分:小、中、大功率管
按材料分:硅管、鍺管
按結構分:NPN型、PNP型



(看完這幾幅圖,你會不會發現箭頭暗藏了什么奧秘?但我這里先不討論)

三極管的三種狀態

放大狀態下的BJT



(懂我意思把..........)
來練一道題

這道題的思路是:
先由電壓大小排序好:Ue=0.78V>Ub=0.1V>Uc=-11.5V;(對了,截圖里給的是放大狀況中,pnp與npn各極的大小,然后我們可以發現Ub都是在中間,由此,若題干沒有標明電極,可以由此判別出哪個是b極)
然后根據硅——0.7V(BE極的壓降) 鍺——0.3V(BE極的壓降)來判別,
(發射結正偏壓降: |UBE| = 0.7(0.6)V (硅管)
|UBE| = 0.3(0.2)V (鍺管)
可識別發射極(所剩者即為集電極);并判斷管子材料; )
Ube=0.68約等于0.7 則是硅材料
E極電壓最大,那不就是PNP管了嗎,
解決,
完結,
此篇章忽略了許多細節以及部分知識,為什么忽略呢?因為gay電期末不考這玩意,忽略的多半是我沒掌握的.........................
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