(1)半導體
原子:
原子核:
質子:帶正電(PS:質子帶的電量 與 電子帶的電量相同!)
中子:不帶電
電子:帶負電
離子:
當原子因為某種原因而獲得(多出)或失去(少掉)一個或多個最外層電子時,此原子即變成一個“離子”。
價電子:
電子軌域 s、p、d、f、g、…
最外層軌道上的電子
半導體(Semiconductor):
導體、絕緣體、半導體
四價元素(週期表中IVA族元素)外層有4個價電子
矽 Si、鍺 Ge—四價元素
各提供一個電子組成共價鍵
(2)二極體
摻雜(Doping):
P型半導體:
摻雜三價元素(硼B、鋁 Al、鎵 Ga、…)
P 表示positive;電洞可視為正電荷。
由於加入三價元素後會造成一個空缺,故三價元素又被稱為“受體原子”。
N型半導體:
摻雜五價元素(磷P、砷 As、碲 Ti、…)
N 表示negative;電子帶負電。
由於加入五價元素後會增加電子,故五價元素又被稱為“施體原子”。
PN二極體:
當P-N結合起來時,接合面(P-N junction)附近的電子會填入電洞中。
靠近接合面的N形半導體失去了電子後便成正離子,P形半導體失去了一些電洞後就變成負離子。
此時正離子會排斥電洞,負離子會排斥電子,從而阻止了電子與電洞的繼續結合,因而產生平衡狀態,使得作用不再發生。
在PN接合面(P-N junction)附近沒有載體(電子或電洞),只有離子之區域稱為空乏區(depletion region)
加偏壓:
順向偏壓:空乏區變小
逆向偏壓:空乏區變大
(一)量測順向電壓降 (順向導通電壓)
1) 接線如圖(紅色測試棒接到 VΩ插座,黑色測試棒接到 COM 插座)。
2) 功能範圍選擇開關,選在 ->– 位置。
3) 測試棒另外兩端與二極體並聯。
紅色測試棒另一端接二極體的 P 極,黑色測試棒另 一端接二極體的 N 極。
4) 從液晶顯示器讀取的值為二極體的順向電壓降( )。
YF1000量二極體
5) 若接線錯誤,紅色測試棒另一端接二極體的 N 極,黑色測試棒另 一端接二極體的 P 極。則三用電表會顯示:
(二)順向偏壓:(可以用三用電表替代安培計與伏特計)
(三)逆向偏壓:
補充:漏電電流
實際的P-N接合面再加上逆向偏壓時,會有一“極小”之電流存在。稱此電流為“漏電電流”。
與逆向偏壓之大小無關,卻與溫度有關。無論鍺或矽,每當溫度升高十度, 就增加為原來的兩倍。
提醒:以實驗室目前使用的二極體(編號1N4004),我們量不到崩潰電壓喔~
(3)電晶體
在兩塊P型半導體中間夾一塊薄的N型半導體,或是在兩塊N型半導體中間夾一塊薄的P型半導體,就形成雙極性接面電晶體(Bipolar Junction Transistor,BJT),依其結構來區分,有PNP電晶體或NPN電晶體兩種。
電晶體有三個接腳,分別為基極(Base,B)、集極(Collector,C)和射極(Emitter,E)。
射極(Emitter;E)為專門發射電子或電洞;
集極(Collector;C)為專門收集電子或電洞,
基極(Base;B)則是控制電流大小。
利用三用電表找出B腳:
【導通】 | 【斷路】 |
【斷路】 | 【導通】 |
確認E、C腳位:找出數值最大的那個(這個數值為 值,指的是 ),對應的腳位即為正確的 E、B、C 腳位。
NPN | NPN | PNP | PNP |
電晶體偏壓電路
NPN電晶體接線法
想想看,如果是PNP電晶體又該如何接線?
補充資料:電晶體的三個工作區
1-先確認所有旋鈕歸零(逆時針轉到底)。
2-確認【INDEP】模式。
3-按下電源開關【POWER】按鍵,開啟電源供應器。
4-先將電流調整旋鈕【CURRENT】順時針 轉到C.V.燈亮起。
5-調整電壓調整懸鈕【VOLTAGE】到需要的電壓值。