数控机床复习1

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1、1.1 半导体的导电特性半导体的导电特性共价健共价健 Si Si Si Si价电子价电子 (1) 自由电子和空穴自由电子和空穴的形成的形成l当本征半导体当本征半导体受热受热或或光照光照时，使其共价键中的价电时，使其共价键中的价电子获得一定能量后，电子子获得一定能量后，电子受到激发脱离共价键，成受到激发脱离共价键，成为自由电子为自由电子(带负电带负电)，共，共价键中留下一个空位，称价键中留下一个空位，称为为“空穴空穴”。这种现象成。这种现象成为本征激发为本征激发(热热“激发激发”)。 Si Si Si Si价电子价电子空穴空穴自由电子自由电子(2) 载流子的形成载流子的形成( (动画动画) )

2、(a) 在热运动的作用下，价电子填补空穴，就好像在热运动的作用下，价电子填补空穴，就好像空穴在运动。而空穴运动的方向与价电子运动的空穴在运动。而空穴运动的方向与价电子运动的方向相反，因此空穴运动相当于正电荷的运动。方向相反，因此空穴运动相当于正电荷的运动。 载流子载流子 自由电子自由电子空穴空穴 (b) 产生有激发、复合过程，出现两部产生有激发、复合过程，出现两部分的电流，即分的电流，即电子电流电子电流：自由电子作定向运动所形成的自由电子作定向运动所形成的电流；电流；空穴电流空穴电流：被原子核束缚的价电子递补被原子核束缚的价电子递补空穴所形成的电流。空穴所形成的电流。l在一定温度下，本征激发和

3、载流子在一定温度下，本征激发和载流子复合，最终会复合，最终会达到动态平衡，使达到动态平衡，使本征半导体内载流子浓度处于本征半导体内载流子浓度处于某一某一热平衡值热平衡值。(温度愈温度愈高高导电能力愈导电能力愈强强 Si Si Si Sip+多多余余电电子子磷原子磷原子在常温下即可在常温下即可变为自由电子变为自由电子失去一个失去一个电子变为电子变为正离子正离子 Si Si Si SiB硼原子硼原子空穴空穴多子的扩散运动多子的扩散运动内电场内电场少子的漂移运动少子的漂移运动浓度差浓度差 扩散的结果使扩散的结果使空间电荷区变宽。空间电荷区变宽。空间电荷区也称空间电荷区也称 PN 结结 +形成空间电荷

4、区形成空间电荷区PN 结变窄结变窄 P接正、接正、N接负接负 外电场外电场IF内电场内电场PN+ 内电场被加内电场被加强，少子的漂强，少子的漂移加强，由于移加强，由于少子数量很少，少子数量很少，形成很小的反形成很小的反向电流。向电流。IR+ 1. PN结具有结具有单向导电性单向导电性。 2. 加加正向正向电压电压PN结结导通导通 较大的正向电流较大的正向电流 结电阻很低。结电阻很低。 3. 加加反向反向电压电压PN 结结截止截止 很小的反向电流漂移很小的反向电流漂移 结电阻很高。结电阻很高。* * 结论：结论：本节中的有关概念本节中的有关概念 本征半导体、杂质半导体本征半导体、杂质半导体 自由

5、电子、空穴自由电子、空穴 N型半导体、型半导体、P型半导体型半导体 多数载流子、少数载流子多数载流子、少数载流子 PN结及结及PN结的单向导电性结的单向导电性阴极引线阴极引线阳极引线阳极引线二氧化硅保护层二氧化硅保护层P型硅型硅N型硅型硅( c ) 平面型平面型金属触丝金属触丝阳极引线阳极引线N型锗片型锗片阴极引线阴极引线外壳外壳( a ) 点接触型点接触型铝合金小球铝合金小球N型硅型硅阳极引线阳极引线PN结结金锑合金金锑合金底座底座阴极引线阴极引线( b ) 面接触型面接触型图图 1 12 半导体二极管的结构和符号半导体二极管的结构和符号 阴极阴极阳极阳极( d ) 符号符号D反向击穿反向击

6、穿电压电压U(BR)反向特性反向特性UIPN+PN+定性分析：定性分析：判断二极管的工作状态判断二极管的工作状态导通导通截止截止 若二极管是理想的，若二极管是理想的，例例1：D6V12V3k BAUAB+mA43122D IBD16V12V3k AD2UAB+ 箝位作用电路如图箝位作用电路如图 所示，所示，当输入端当输入端 VA = 3V ， VB = 0 V,试求输出端试求输出端 Y 的电的电位位 VY 。 解：解： VA = 3V， VB = 0V， DA优先导通为优先导通为“1”， 则则 DB 截止为截止为 “ 0 ”；即即 VY = VAUD =30.7(0.3)= 2.3( 2.7)