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1、半导体导电特性一、导体、绝缘体和半导体自然界的各种物质就其导电性能来说、可以分为导体、绝缘体和步等体三大类。导体具有乩好的导电特性，常温下，其内部存在着大量的自由电子,它们在外电场的作用下做定向运动形成较大的电流.因而导体的电阻率很小,只有IOJ1.Oacm金属一般为导体,如铜、铝、银等.绝缘体J1.乎不导电,如橡胶、陶及、塑料等。在这类材料中,几乎没有自由电子，即使受外电场作用也不会形成电流,所以，绝缘体的电阻率很大，在IoiOaE以上。半导体的导电实力介丁导体和绝缘体之间，如硅、铸、硒等，它们的电阻率通常在10JioKcm之间.半导体之所以得到广泛应用,是因为它的导电实力受掺杂、温度和光照
2、的影响特别显著.如纯净的半导体单晶硅在室温下电阻率约为214X1.P0.Cm,若按百万分之一的比例掺入少员杂版(如磷)后，其电阻率急剧下降为2X03Qcm,儿乎降低了百万倍.半导体具有这种性能的根本缘由在于半导体原子结构的特殊性.二、本征半导体的导电特性常用的半导体材料是维晶联(Si)和单晶铝(Ge)。所谓维晶，是指整块晶体中的原子按肯定规则整齐地排列着的晶体.特别纯净的单晶半导体称为本征半导体.KZO1.O1.ftffifS一、本征半导体的原子结构半导体铝和硅都是四价元素，其原子结构示意图如图ZO1.o2所示。它们的最外层都有4个电了,带4个单位负电荷。通常把原子核和内层电了看作-个整体,称
3、为惯性核.如图ZOIO1.所示。惯性核带有4个单位正电荷.最外层有4个价电子带有4个中位负电荷，因此，整个原子为电中性。二、本征激发一般来说,共价键中的价电子不完全象绝缘体中价电子所受束缚那样强，假如能从外界获得肯定的能量(如光照、升温、电磁场激发等)，一些价电了就可能摆脱共价键的束缚而成为自由电子。理论和试验表明:在常温(T=300K)下，硅共价键中的价电子只要获得大于电掰能氏(=1。IcV)的能盘便可激发成为自由电了.本征错的电离能更小，只有0。72eV。当共价键中的一个价电子受激发摆脱原子核的束缚成为自由电子的同时，在共价键中便留下了一个空位子，称为“空穴”.当空穴出现时，相邻原子的价电
4、子比较筒洁离开它所在的共价键而填补到这个空穴中来使该价电了原来所在共价键中出现个新的空穴，这个空穴乂可能被相邻原子的价电子填补，再出现新的空穴.价电子填补空穴的这种运动无论在形式上还是效果上都相当于带正电荷的空穴在运动.且运动方向及价电子运动方向相反.为了区分于自由电子的运动,把这种运动称为空穴运动，并把空穴看成是种带正点荷的我流子。J1.AU1.导体的具伶使蚣的及，孕体中的我2于:：:电子一空穴对本征激发复合：当自由电子在运动过程中遇到空穴时可能会填充进去从而更原一个共价键,及此I可时消逝一个“电子一空穴”对,这一相反过程称为第合。动态平衡：在肯定温度条件下.产生的“电子一空穴对和更合的”电
5、子一空穴对1数量相等时，形成相对平衡，这种相对平衡属于动态平衡,达到动态平衡时“电子i空穴对“维持肯定的数目。因ZO1.02琏本征丰可见,在半导体中存在着自由电子和空穴两种簌流子.而金属导体中只有自由电子一种载流子，这也是半导体及导体导电方式的不同之处。三、杂质半导体的导电特性本征半导体的导电实力很弱，热稳定性也很差，因此，不宜干脆用它制造半导体器件。半导N型半导体因ZOIo3N型半导体体器件多数是用含有肯定数量的某种杂质的半导体制成,依据掺入杂财性后的不同,杂质半导体分为N型半导体和P型半导体两种.一、N型半导体在本征半导体硅（或铝）中掺入微量的5价元素，例如磷，则磷原子就取代/硅晶体中少量
6、:的硅原子,占据品格上的某些位理。如图ZO103所示。由图UJ见，璘原子球外层有5个价电子,其中4个价电子分别及邻近4个硅原了形成共价键结构.多余的I个价电子在共价键之外,只受到磷原子对它微弱的束缚，因此在室温下，即可获得摆脱束缚所须要的能儆而成为自由电子，游离于晶格之间.失去电子的磷原子则成为不能移动的正离子。璘原子由于可以释放1个电子而被称为施主原子，又称施主杂前。在本征半导体中每掺入1个磷原子就可产生1个自由电子，而本征激发产生的空穴的数目不变。这样，在掺入璘的半导体中，自由电子的数目就远远超过了空穴数目，成为多数羲流子（简称多于），空穴则为少数载流子（简称少子）0明显，参及导电的主要是
7、电子，故这种半导体称为电子型半导体，筒称N型半导体.二、P型半导体在本征半导体硅（或错）中，若掺入微量的3价元素,如硼，这时硼原子就取代了晶体中的少量硅原子,占据品格上的某些位置.，如图ZO104所示.由图可知.硼原子的3个价电子分别及其邻近的3个睢原子中的3个价电子组成完整的共价键,而及其相邻的另1个硅原子的共价键中则缺少I个电子,出现了1个空穴.这个空穴被旁边硅原子中的价电子来填充后，使3价的硼原子获得rI个电子而变成负离子。同时.邻近共价键上出现1个空穴,由于硼原子起若接受电子的作用，故称为受主原子,又称受主杂质在本征半导体中每掺入I个硼原子就可以供应I个空穴，当掺入肯定数量的硼原子时，
8、就可以使半导体中空穴的数目远大于本征激发电子的数目，成为多数栽流于,而电子则成为少数我流子。明显.参及导电的主要是空穴，故这种半导体称为空穴型半导体,荷称P型半导体.1.直观检查法:2。电压测量法；3.电流测量法4.电阻的在路测量方法：5.晶体二极管的在路测量方法：6.晶体三极管的在路测量方法：7替换法：&并联法：9.干扰信号注入法；IO.信号注入检测法：11.示波器检测法电路图是电子技术的语言。看不懂电路图如同“文盲”,也就无法深化地学习和驾驭电子技术。因此,广阔初学齐都迫切地希望能驾驭看彼电路图的基本功。为了满意大家的要求,五六电了网将刊出怎样看电路图讲座，以供电子爱好者学习参考。内容分两
9、大部分，第一部分介绍电路图中常常出现的元器件和基本电路；其次部分是以常见的家用电器为例,详细说明它们的工作原理和阅读电路图的方法.本讲座力求写得深化浅出，通俗易懂，理论联系实际.初学者只要逐篇细心读下去,再协作学习一些电子技术初级学问的读物，就肯定能驾驭阅读电路图的方法，学会电子技术的共同语言，进一步驾驭电子技术。我们恳切地欢迎广阔网友提出珍贵看法，以便互通信息,提高讲座质量,更好地为广阔初学者服务一电子设备中有各种各样的图.能筋说明它们工作原理的是电原理图.简称电路图.电路图有两种，种是说明模拟电f电跖工作原理的.它用各种图形符号表示电R1.器、电容器、开关、晶体管等实物,用线条把元罂件和单
10、元电路按工作原理的关系连接起来.这种图长期以来就始终被叫做电路图.另一种是说明数字电子电路工作原理的。它用各种图形符号表示门、触发器和各种逻机部件,用线条把它们按逻辑关系连接起来,它是用来说明各个逻辑单元之间的边辑关系和整机的逻辑功能的.为了和模拟电路的电路图区分开来，就把这种图叫做逻辑电路图,简称逻辑图。除了这两种图外，常用的还有方框图。它用一个框表示电路的一部分，它能简洁明白地说明电路各部分的关系和整机的工作原理。一张电路图就好象是一篇文章.各种堆元电路就好比是句子，而各种元落件就是组成句子的中词。所以要想看懂电路图，还得从相识单词元器件起先。有关电阻器、电容器,电感线图、晶体管等元器件的
11、用途、类别、运用方法等内容，本刊近期已作了许多介绍，因此在讲座中不再重更介绍。木文只把电路图中常出现的各种符号重述一遍，希望初学者物识它们，并记住不忘.电阻通及电位劈符号详见图1所示，其中（a）表示一般的网值固定的电阻器，（b）表示半可调或微调电阻器；（C）表示电位器；（d）表示带开关的电位器。电祖器的文字符号是R,电位器是“RP”，即在R的后面再加一个说明它有调整功能的字符“P在某些电路中，对电阻器的功率有肯定要求，可分别用图I中（e）、（f）,（g）、（h）所示符号来表示。还有几种特殊电阻器的符号，第I种是热敬电阻符号,热微电阻器的电阻值是随外界限度而变更的。有的是负温度系数的，用NTC来
12、表示:有的是正温度系数的，用PTC来表示。它的符号见图（i）,用O或t。来表示温度。它的文字符号是“RT第2种是光敏电阻器符号，见图1（j）,有两个斜向的箭头表示光线.它的文字符号是“R1.第3种是压敏电阻器的符号。压收电阻阻值是随电阻器两端所加的电压而变更的.符号见图I（k），用字符U表示电压。它的文字符号是“RV这三种电阻器事实上都是半导体器件,但习惯上我们仍把它们当作电阻器.第4种特殊电阻器符号是表示新近出现的保险电阻，它兼有电阻器和熔丝的作用.当温度超过500C时,电阻层快速剥落熔断，把电路切断，能起到爱护电路的作用。它的电阻值很小,目前在彩电中用得许多。它的图形符号见图1（1），文字
13、符号是“RF:电容器的符号详见图2所示，其中（a）表示容量固定的电容器，Ib）表示仃极性电容器，例如各种电解电容器.（c）表示容量可调的可变电容器。（d）表示微调电容器，（e）表示个双连可变电容器电容器的文字符号是C.电感器及受压号的符号电感线圈在电路图中的图形符号见图3.其中（八）是电感线圈的一般符号,(b)是带磁芯或铁芯的战例.(c)是铁芯有间隙的线圈，(d)是带可调磁芯的可调电感.(c)是有多个抽头的电感线圈。电感线圈的文字符号是1.工变压器的图形符号见图4。其中(a是空芯变压器,(b)是滋芯或铁芯变压器,(C)是绕组间有屏蔽层的铁芯变压器，(d)是次级有中心抽头的变压器，(C)是橘合可
14、变的变压器,(f)是自耦变乐器，(g)是带可调磁芯的变压器，(h)中的小网点是变压器极性的标记。口匚ZJI匚E1.()CMM(4)cZt口匚M(1(0C；送话叁、拾音辑和录放者磁头的符号送话器的符号见图5(a)(b)(c).其中(a)为一般送话器的图形符号，(b)是电容式送话器，(C)是压电晶体式送话器的图形符号.送话器的文字符号是“BMBMBMBM:C1.a1.电（八）b)(e)BHB2(eBEB1.口向av拾音器俗称电唱头.图5(d)是立体声唱头的图形符号，它的文字符号是“B”.图5(e)是单声道录放音磁头的图形符号。假如是双声道立体声的，就在符号上加一个“2”字，见图(f)扬声器、耳机的
15、符号扬声器、耳机都是把电信号转换成声音的换能元件.耳机的符号见图5(g)。它的文字符号是“BE”。扬声器的符号见图5(h)，它的文字符号是“B1.接线元件的符号电子电路中常常须要进行电路的接通、断开或转换，这时就要运用接线元件.接线元件有两大类：-类是开关：另一类是接插件。(1)开关的符号在机电式开关中至少有一个动触点和一个静触点。当我们用手扳动、推动或是旋转开关的机构,就可以使动触点和静触点接通或者断开,达到接通或断开电路的目的，动触点和静触点的组合一般有3种：动合(常开)触点，符号见图6(a)：动断(常闭)触点,符号是图6(b)；动换(转换)触点,符号见图6(c).一个最简洁的开关只有一组触点，而困难的开关就有好几组触点。(/常开立点下索比触点(C)j转换Ii点开关在电路图中的图形符号见图7。其中（a）表示一般手动开关;（b）表示按钮开关,带一个动断触点：（C）表示推拉式开关，带一组转换触点：图中把扳键画在触点下方表示推拉的动作；（d）表示旋转式开关，带3极同时动合的触点；（c）表示推拉式1x6波段开关；（1）表示旋转式16波段开关的符号。开美的文字符号用S”,对限制开关、波段开关可以用“SA”,对按钮式开关可以
