第九章主要讲解半导体二极管和三极管的相关知识,其中包含了半导体的导电特性、二极管的工作原理、稳压管以及三极管的基本构造和功能。
半导体的导电特性是理解二极管和三极管工作的基础。半导体材料如硅,其导电性能介于绝缘体和导体之间,可通过掺杂特定元素来改变其导电性质。掺杂分为N型和P型半导体,N型半导体是通过在硅中掺入五价元素,使得更多的电子成为自由电子;P型半导体则是通过掺入三价元素,形成空穴,即缺少电子的位置。半导体的这种特性使其在不同条件下,如温度变化、光照影响下,导电性能会发生变化,因此可以制作成各种传感器,如热敏电阻、光敏元件等。
接着,二极管,尤其是PN结,是二极管的核心。PN结具有单向导电性,即电流只能从P型半导体流向N型半导体,这是由于PN结的电场和扩散效应导致的。二极管在正向偏置时导通,反向偏置时截止,这被称为二极管的开关特性。此外,二极管还有稳压作用,例如稳压管,通过选择特定材料和结构,可以在反向偏置时提供稳定的电压。
然后,三极管是一种放大器件,分为NPN和PNP两种类型。它由两个PN结组成,分别是发射区和集电区之间的发射结,以及基区和集电区之间的集电结。三极管的工作原理基于电流控制电流,通过基极电流的微小变化可以控制集电极和发射极之间的电流,实现电流放大。三极管有两种工作模式:放大模式和饱和模式,分别对应于基极电流控制下的线性放大和近似短路的开关状态。
在分析含有二极管或三极管的电路时,工程师通常采用工程近似方法,考虑到器件的非线性特性、参数分散性以及一定的容差范围,以便简化分析并得到实用的结果。对于元件,关注其特性、参数、技术指标和正确使用方法,而非深入探究微观机制,因为器件的应用才是关键。
总结来说,本章内容涵盖了半导体的导电特性,包括本征半导体、掺杂半导体及其特性,二极管的PN结理论、工作原理及应用,以及三极管的构造、工作模式和放大作用。这些基础知识对于理解和设计电子电路至关重要。