电工基础知识 教学PPT课件1.pptx
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第一章电工基础知识,第一节,直流电路,一、电路和电路主要物理量,
(一)电路的构成及各元件的作用1.电路:
由电源、负载、开关经导线连接而形成的闭合回路,是电流流经的路径,实际电路由电气设备和元件组成。
2.元件的作用电源提供电能,把其它形式的能转换成电能。
负载消耗电能,把电能转换成其它形式能。
开关控制作用。
导线连接作用。
通路3.电路的三种状态:
断路短路,如图所示:
电路的三种状态,
(二)电路的基本物理量,直流,脉动直流恒定直流,电流,交流,正弦交流电非正弦交流电,(4)电流的单位安培(A)(国际单位制),1安培:
表示1秒内通过截面的电荷量为1库仑。
常用单位还有千安kA,毫安mA,微安A,1、电流:
电荷的定向运动电流是一个矢量,既有大小又有方向
(1)方向:
正电荷运动的方向
(2)大小:
用电流强度来表示,电流强度是指单位时间内通过导体横截面的电荷量。
电流强度习惯上又常被简称为电流。
直流的计算公式交流的计算公式(3)电流的分类:
2.电压和电位
(1).电位:
电场力将单位正电荷从电路中某点移到参考点所做的功,数值与参考点的选择有关。
电位是相对的。
通常以大地为参考点,即为零电位。
即O=0,高于零电位为正值,低于零电位为负值。
用“”表示。
单位:
V参考点在电路图中用符号“”表示。
(2)电压:
电场中任意两点的电位之差。
实际上是电场力将单位正电荷从某一点移到另一点所做的功。
数值与参考点的选择无关。
用“U”表示。
方向:
电位降低的方向,即由高电位指向低电位。
单位:
在国际单位制中,电压的单位是伏(V)电压的单位还有千伏(KV)、毫伏(mV)和微伏(V)。
物理意义:
当电场力将1库仑(C)的电荷量从一,点移动到另一点所作的功为1焦耳(J)时,则该两点间的电压为1伏特(V)。
(3)电压与电位的区别:
电位:
与参考点的选择有关,是相对的,电位有高低,没方向。
电压:
与参考点的选择无关,是绝对的,电压有方向。
3.电动势:
在电源力的作用下,将单位正电荷从电源负极移到正极所做的功。
是用来衡量电源本身建立电场并维持电场能力的一个物理量。
用“E”表示。
单位:
国际单位制为伏(V)。
方向:
电位升高的方向。
电动势与电压的区别:
电压:
衡量电场力做功,方向是电位降低的方向。
电动势:
衡量电源力做功,方向是电位升高的方向。
4.电阻、电阻率、电阻温度系数
(1)电阻:
电流在导体中通过时受到的阻力。
内电阻:
用“R0”或“r”表示外电阻:
用“R”表示
(2)电阻率:
以某种导体长1m,截面积为12,在20时所具有的电阻值,作为该导体的电阻率。
用“”表示,单位:
(2m),(3)电阻温度系数:
我们把导体的温度每升高1,电阻增大的百分数叫电阻温度系数。
二、欧姆定律,1.部分电路欧姆定律定律内容:
一段电路中,流过该段电路的电流与该电路两端的电压成正比,与这段电路的电阻成反比。
如图所示:
U=IR,R,+UI,2.全电路欧姆定律,定律内容:
一个含有电源的闭合回路中,电流与电源电动势成正比,与电路的电源内、外阻之和成反比。
三、电阻的连接,1.电阻的串联:
依次连接,没分支,只有一个电流通路。
(a)串联电阻,(b)等效电阻,串联的基本特征:
(1)串联电路电流处处相等。
即:
总电压等于分电压之和。
即:
等效电阻R等于各个串联电阻之和.即:
两个串联电阻上的电压分别为:
2.电阻的并联:
电阻对应端接在一起,承受同一个电压。
(a)并联电阻,(b)等效电阻,基本特征:
(1)并联电路总电压等于分电压。
即:
总电流等于分电流之和。
即:
等效电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和。
即:
如果两个电阻并联:
两个并联电阻上的电流分别为:
综上所述,可得以下结论:
(1)两个及以上电阻并联后的总电阻值比其中任何一个电阻值都小。
(2)两个等值电阻并联,其总阻值等于其中一个的一半。
(3)两个阻值相差悬殊的电阻并联,其总阻值接近于小的电阻值。
3.电阻的混联:
在一个电路中,既有串联,又有并联,称为混联。
举例说明:
四、电功率和电能,1.电能:
在一段时间内,电流通过负载时,电源所做的功。
用“A”表示,单位:
焦耳(J)公式表示为:
2.电功率:
电场力在单位时间内所做的功叫做电功率。
用“P”表示,单位:
“瓦”(W)公式表示为:
3.电流的热效应:
电流通过导体时,要克服导体电阻做功,将其所消耗的电能转化为热能,从而使导体温度升高,称为电流的热效应。
公式表示为:
五、基尔霍夫定律,
(一)、复杂电路:
无法用串、并联关系进行简化的电路称为复杂电路。
(如图2所示),适用范围:
不仅适用于直流,也适用于交流;不仅适用于线性也适用于非线性电路。
1.线性电阻:
电压、电流关系曲线是直线时该电阻称为线性电阻。
(如图3所示)2.线性电路:
由线性电阻及其他线性元件组成的电路称为线性电路。
R1,R2,R3,E1,E2,A,B图2,C,D,图3,
(二)有关基尔霍夫定律的名词解释,
(1)支路:
由一个或几个元件首尾相接构成的一段无分支电路。
在同一支路内流过所有元件的电流相等。
(2)节点:
三条或三条支路以上的连接点称为节点。
(3)回路:
电路中任意一个闭合路径称为回路。
(4)网孔:
不含多余支路的单孔回路称为网孔。
(三)基尔霍夫第一定律(节点电流定律),1.节点电流定律(KCL):
对电路中的任意一个节点,在任意时刻流入节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。
如图4所示即:
I入=I出2.节点电流定律的另外表述方法:
规定流入节点的电流为正,流出的为负值,则电路中的任意一个节点在任意时刻全部电流的代数和为零。
即:
I=0参考方向:
任意假定各支路的电流方向称为参考方向。
若计算结果中,某一支路的电流为正值,表明该支路电流实际方向与参考方向相同;如果为负值,表明该支路电流实际方向与参考方向相反。
注意:
在节点上不会有电荷的累积,更不会自然生成与消失。
列KCL方程时,需注意两种正负号,一种是公式变换后所带的负号,另一种是电流本身带的负号。
例题一在图125中,已知I11A,I2-3A,I3-4A,试求I4,解:
根据KCL可知,变换写出,例题图所示的闭合面包围的是一个三角形电路,它有三个节点。
求流入闭合面的电流IA、IB、IC之和是多少?
解:
应用基尔霍夫电流定律可列出IA=IAB-ICAIB=IBC-IABIC=ICA-IBC上列三式相加可得IA+IB+IC=0,或,SI=0,可见,在任一瞬时,通过任一闭合面的电流的代数和,也恒等于零。
基尔霍夫电流定律应用于闭合面,(四)基尔霍夫第二定律(回路电压定律),1.回路电压定律(KVL):
任意一个闭合回路中,任一时刻全部电压降的代数和等于零。
(如图所示)即:
U=02.回路电压定律的另外一种表述方法:
任意一个闭合回路中,任一时刻电动势的代数和等于各电阻上电压的代数和。
即:
E=IR,3.一般列KVL可按以下步骤进行:
1)首先指定回路的绕行方向,可以为顺时针或逆时针。
2)设定各支路电压的参考方向。
3)列方程。
首先比较元件电压参考方向和回路绕行方向是否相同,当元件电压参考方向与回路绕行方向一致时,电压前符号取“十”,否则取“”。
例题二:
图128给出某电路的一个回路,选定绕行方向如图所示。
按图选定的各元件电压的参考方向,从a点出发绕行一周,有,整理后得:
把各元件的电压关系代入上式,可得KVL的另一表达式:
或:
IR=U,对图(a)所示电路(各支路的元件是任意的)可列出U=UAB-UA+UB=0或UAB=UA-UB对图(b)的电路可列出U=E-IR0,列电路的电压与电流关系方程时,不论是应用基尔霍夫定律或欧姆定律,首先都要在电路图上标出电流、电压或电动势的正方向。
基尔霍夫电压定律的推广应用,六、电容器,
(一)电容器和电容量电容器:
电容器是存储电荷、建立电场的容器。
结构:
两片金属导体中间以绝缘物隔开。
图形、符号如下:
2.电容量:
电容器任一极板上的电荷量与两极板间的电压的比值是一个常数,这一比值称为电容量。
用符号“C”表示,即:
注意:
电容器制造好后,电容量就是一个定值,不随极板上电荷的多少而改变。
实验表明,电容量的大小决定于电容器介质的种类与几何尺寸。
介电常数越大,极板面积越大,极板间距越小,则电容量就越大。
(二)电容器的串联、并联,1.电容器的串联:
特点:
(1)总电荷量等于各电容器上所带的电荷量。
即:
(2)总电压等于各电容器电压之和。
即:
(3)总电容值的倒数等于各分电容值的倒数之和。
即:
3.电容器的并联,特点:
(1)每个电容器两端的电压都相等。
即:
(2)总电荷量等于各电容器所带电荷量之和,即:
(3)总电容量等于各电容量之和。
即:
(三)电容器的充、放电,电容器充电,电容器的特点:
电容器具有通交流隔直流的作用。
电容器放电,第二节电与磁,一、磁的基本知识
(一)磁铁的性质:
1.磁极:
磁性最强的部分叫做磁极。
有两个,N极和S极。
2.磁极的性质:
同极性相斥,异极性相吸。
3.指南针的原理:
磁铁之间的相互作用。
(二)磁场及检测方法1.磁场:
在磁铁及载流导体周围存在着磁力作用的空间,我们称之为磁场。
2.检测方法:
小磁针。
3.磁力线:
为了描述磁场而引入。
4.磁力线的特点:
闭合的有向曲线,在磁铁外部从NS,在磁铁内部从SN。
5.均匀磁场:
磁力线为同方向,等距离的平行线。
(三)电流产生的磁场电流的磁效应:
通电导体周围存在着磁场,这种现象称为电流的磁效应。
1.载流直导线的磁场判定:
右手螺旋定则。
拇指电流方向,四指磁力线的方向。
2.直螺线管的磁场判定:
右手螺旋定则。
四指电流方向,拇指内部磁力线的方向。
(内部的磁场方向),(四)磁场的基本物理量1.磁感应强度:
描述各点磁感应强弱和方向的物理量。
用“B”表示,单位:
特斯拉(T),2.磁通:
表示某一截面上的磁感应强弱的物理量,其定义为:
与磁感应强度方向垂直的某一截面S和磁感应强度B的乘积,用“”表示,单位:
韦伯(Wb)均匀磁场中:
3.磁导率:
衡量物质的导磁性能的物理量。
用“”表示,单位:
亨/米(H/m)相对磁导率:
某一物质的磁导率与真空中的磁导率的比值,称为相对磁导率。
用“”表示。
其中4.磁场强度:
描述外磁场强弱的物理量。
用“H”表示,单位:
安/米(A/m),二、铁磁性材料,根据物质的导磁性能不同,可分为铁磁性材料和非铁磁性材料两大类。
铁磁性材料:
磁导率大,导磁性能好。
如铁、钢、钴、镍等。
非铁磁性材料:
磁导率小,导磁性能也差。
如铜、铝、空气等。
(一)铁磁性材料的性质1.磁化:
使原来不具有磁性的物质具有磁性的过程,称为磁化。
2.初始磁化曲线磁饱和:
H到一定程度后,即使H还在增大,B只极其缓慢的增加,这种现象称为磁饱和。
剩磁:
H等于零时,B不等于零,此时B等于Br。
矫顽力:
B等于零了,H不等于零,此时H等于-Hc。
3.磁滞回线:
反复磁化得到的曲线。
图磁性物质的磁化曲线,(a)磁化前(b)磁化后图铁磁材料的磁化,图,磁滞回线,
(二)铁磁性材料的分类1.软磁性材料:
磁滞回线窄,回线所包围的面积小,磁滞损耗小,如硅钢片、铁镍合金、纯铁等,适用于制造电机、电磁铁、继电器、变压器的铁芯等。
2.硬磁性材料:
磁滞回线所包围的面积大,有较大的剩磁和矫顽力,磁滞损耗也相对较大。
如钨钢、钴钢、高碳钢、铁镍钴合金等。
适用于制造永久磁铁。
3.矩磁性材料:
磁滞回线近似于矩形,回线所包围的面积最大,剩磁大。
适用于计算机中的记忆磁芯和远程控制设备中的重要元件。
H,H,BB,B,H,三、磁场对电流的作用,1.电磁力:
通电导体在磁场中受到力的作用,称为电磁力。
大小:
方向:
用左手定则判定。
磁力线穿手心,四指指向电流方向,则拇指所指的方向电磁力的方向。
2.两根平行直导体在磁场中的受力情况3.通电线框在磁场中的受力情况,四、电磁感应,
(一)电磁感应现象:
导体作切割磁力线运动时,就会产生感应电动势,这种现象称为电磁感应现象。
若导体闭合,就会产生感应电流。
感应电动势的方向:
右手定则判定。
磁力线穿手心,拇指指向运动方向,四指所指方向就是感应电动势的方向。
(二)直导体的感应电动势大小:
是B和的夹角。
=90时,=0时,,最大最小,e,v,A,(三)螺旋线圈的感应电动势大小:
电磁感应定律,线圈中感应电动势的大小与线圈中磁通的变化率成正比,且与线圈的匝数成正比。
方向:
由式中负号表示,感应电动势的方向与线圈中磁通变化趋势相反。
(楞次定律:
感应电动势的磁场总是阻碍原磁场的变化),五、自感和互感,
(一)自感:
线圈自身电流发生变化时产生的电磁感应现象,叫作自感现象。
产生的自感电动势叫自感电动势。
用表示。
自感系数(自感):
通过单位电流变化所产生的自感磁通数,叫自感系数。
用“L”表示。
即:
自感是表示线圈产生自感电动势大小的物理量,当L和为常数时,
(二)互感:
两个线圈产生的电磁感应现象,叫作互感现象,由,此而产生的感应电动势称为互感电动势,用“”表示同理:
同名端:
感应电动势极性相同的端子为同名端。
若把圈数相同的两个互感线圈的同名端连接在一起,其余两端接在电路中,则两个线圈产生的磁通在任何时刻总是大小相等,方向相反。
利用这一原理人们创造了无感线绕电阻和无感电烙铁。
(三)涡流当线圈通以交变电流时,会在铁芯的任何一个闭合曲线构成的回路中产生一个周期性变化的磁通,从而产生了感应电流,称之为涡流。
涡流的危害:
涡流将会使铁芯发热,温度上升,严重时会损坏电气设备。
因此交流电气设备线圈的铁芯采用相互绝缘的硅钢片叠成,其目的是为了减小涡流。
第三节交流电路,一、交流电的基本概念大小、方向都随时间呈周期性变化的电流、电压、电动势,简称为交流。
普通应用的交流电是随时间按正弦规律i变化的,叫作正弦交流电。
如图所示:
电流幅值(最大值),:
角频率(弧度/秒):
初相角,三要素:
(一)正弦交流电的基本物理量1.瞬时值、最大值、有效值,瞬时值:
正弦量在任一瞬间的值。
有小写字母表示如u,i,e。
最大值(幅值):
瞬时值中最大的数值。
用大写字母带下标m表示,如:
。
有效值:
在工程应用中常用有效值表示交流电的大小。
常用交流电压、电流的读数,就是被测物理量的有效值.用U、I、E表示有效值与最大值的关系:
有效值的规定,交流电流i通过电阻R在一个周期T内产生的热量与一直流电流I通过同一电阻在同一时间T内产生的热量相等,则称I的,数值为i的有效值。
问题与讨论,电器,220V,最高耐压=300V,若购得一台耐压为300V的电器,是否可用于220V的线路上?
有效值U=220V,最大值Um=,220V=311V,电源电压,该用电器最高耐压低于电源电压的最大值,所以不能用。
2.周期、频率、角频率i,T,0,
(1)周期T:
变化一周所需的时间单位:
秒(S),
(2)频率f:
每秒变化的次数单位:
赫兹(Hz)(3)角频率:
每秒变化的弧度单位:
弧度/秒(rad/s),3.相位、初相位、相位差,i,相位(相位角):
交流电在某一瞬时所对应的已经变化过的电角度。
初相位:
t=0时的相位,即,相位差:
两个同频率正弦量间的相位差(初相差),wt,0=00,两种正弦信号的相位关系,同相位,相位超前,相位落后,与同相位,超前于,滞后于,例1:
A,已知:
求幅值、频率、初相位。
幅值:
频率:
初相位:
例2:
已知,求相位差。
解:
如果相位差为+180或-180,称为两波形反相,
(二)正弦交流电的平均值,平均值:
正弦交流电流或电压在半个周期内的平均值。
用“”表示。
平均值与最大值的关系为:
二、正弦交流电的表示方法,
(一)、解析式,
(二)、波形图法,(三)、旋转矢量法,概念:
一个正弦量的瞬时值可以用一个旋转矢量在纵轴上的投影值来表示。
x,y,u,矢量长度=矢量以角速度,矢量与横轴夹角=初相位按逆时针方向旋转,同频率正弦量的相量画在一起,构成相量图。
例题:
同频率正弦波相加,-平行四边形法则,U2,U1,U,u=u1+u2=,2,22,u2Usinwtj,111,u2Usinwtj,2Usinwtj,UU1U2,三、单相交流电路,
(一).纯电阻电路1.电流、电压的关系,i,R,+u_,2.结论,ui同频率、ui同相位、,t,u,i,U,I,t,3.电阻电路中的功率,瞬时功率p:
平均功率(有功功率)P:
单位:
瓦、千瓦(W、kW)iutp,t,di,uL,2ILcosw,w,则,2Usin(wt90o),dt,2IXsin(wt90o),L,
(二).电感电路1.电流、电压的关系,令:
U=IXL,其中:
X=wL称感抗,L,单位:
欧姆(),i,L,+u_,2.关于感抗的讨论感抗(XL=L)是频率的函数,表示电感电路中电压、电流有效值之间的关系,且只对正弦量有效。
u,+_,L,R,=0时XL=0直流,U,+_,对直流电,电感相当于短路。
R,3.电感电路中的功率
(1)瞬时功率p:
i,L,+u_,u,i,P0,可逆的能量转换过程,P0储存能量,P0释放能量,
(2)平均功率P,(有功功率),结论:
纯电感不消耗能量,只和电源进行能量交换(能量的吞吐),瞬时功率,无功功率等于瞬时功率达到的最大值。
(3),无功功率,Q,单位:
乏(var),为了衡量电感与电源之间能量交换的规模大小,把电感与电源之间能量交换的最大值,称为无功功率。
i,L,+u_,4.结论,i,u,用相量图表示:
U,I,ui同频率、u超前i90,例1:
将一0.1H的线圈接到f=50Hz,U=10V的正弦交流电源的电流多大?
若U不变,改变,f=5000Hz,电流多大?
解:
i,L,+u_,电流与电压的变化率成正比。
1.电流与电压的关系,则:
三.电容电路,i,C,+u_,设:
2Isin(wt90o),令:
U=IXC,其中:
XC=1/C称容抗单位:
欧姆(),则:
2.容抗(),定义:
所以电容C具有隔直通交的作用,,电容C视为开路XC,直流:
XC交流:
f,
(1)瞬时功率,i,C,+u_,3.功率关系由,u,iiuop0p0p0充电放电,
(2)平均功率,C是非耗能元件,结论:
纯电容不消耗能量,只和电源进行能量交换(能量的吞吐)。
同理,无功功率等于瞬时功率达到的最大值。
单位:
乏(var),(3)无功功率Q为了同电感电路的无功功率相比较,这里也设则:
i,u,波形图:
ui,4结论,i,C,+u_,用相量图表示:
IU,ui同频率、u滞后i90,例2:
电容器C=0.5F,外加交流电压U=10V,,i,C,+u_,分别求I、。
=30,=106rad/s,求i。
解:
(1)相量图法:
先画相量图,,30,单一参数交流电路中的基本关系,小结,(w、kw),(var、kvar),功率,电路图瞬时式相量式相量图R,L,C,(var、kvar),图3.23白炽灯串联电感调光电路,(a)电阻上电压与电流相量图(b)电感上电压与电流相量图,(c)R、L串联电路的相量图,R、L串联电路的相量图,上一页,下一页,返回,1.电压:
但是,2.功率:
有功功率无功功率視在功率功率因数,UUR+UL,五.R-C串联电路,以I为参考相量,I,UR,UC,U,j,有效值关系:
0,+u_,+_+_,iRC,先画出参考相量,j,(设,),u,+,_,+R_+_+_,L,C,五.RLC串联交流电路,1.电流、电压大小的关系i,(设,),阻抗:
2.电压与电流的相位差:
电压三角形,阻抗三角形,电压三角形阻抗:
电压与电流的相位差:
此时,电路发生谐振,称为串联谐振,又叫电压谐振。
当,,u落后i,电路呈电容性,小结:
当,时,时,,,u超前i电路呈电感性,当时,,,u、i同相电路呈电阻性,I,六.功率因数的提高,当电路的功率因数较低时,有两个不良后果:
(1)电源设备的容量不能充分利用。
(2)增加输电线路功率损耗。
P=P=UICOSR当U、P一定时,COS工业上规定:
0.9以上,并联电容,C,5.提高功率因数的方法:
+,u_,+_+_,R,L,造成功率因数低的原因:
大多数用电设备是感性负载,造成负载与电源之间无功功率徒劳无益的往返交换。
提高功率因数的原则:
必须保证原负载的工作状态不变。
即:
加至负载上的电压U和负载的有功功率P不变。
i,iC,i,C,+,u_,_+_,RLL,i+R,并联电容前:
并联电容后:
电路呈感性电路呈容性电路呈电阻性,称为并联谐振或电流谐振。
呈电容性。
呈电感性,问题与讨论,功率因数补偿到什么程度?
理论上可以补偿成以下三种情况:
功率因素补偿问题
(一),呈电阻性,结论:
在角相同的情况下,补偿成容性要求使用的电容容量更大,经济上不合算,所以一般工作在欠补偿状态。
感性(,较小),容性(较大),C较大,一般情况下很难做到完全补偿(即:
功率因数补偿成感性好,还是容性好?
),过补偿,欠补偿,j,j,四.三相交流电路,
(一).三相交流电动势的产生,图三相发电机原理示意图,上一页,下一页,返回,1.对称三相电动势:
幅值(即大小)相等,频率相同,相位互差120,eU=EmsinwteV=Emsin(wt-120)eW=Emsin(wt-240)=Emsin(wt+120)2.相序:
正弦交流电依次出现最大值的顺序。
分正相序负相序、零相序。
:
正相序负相序:
上一页,下一页,返回,
(二)三相电源的连接:
Y、,1.星形连接相电压:
每相绕组之间的电压。
相电流:
每相绕组中的电流。
线电压:
两根相线间的电压。
线电流:
每根相线中的电流。
2三角形联接(联接),(三).三相负载的连接:
Y、,1.负载的星形连接,三相对称负载,2.负载的三角形连接,三相对称负载,(四)三相交流电路的功率,在对称三相交流电路中,其总功率等于各相负载之和。
即:
1.有功功率对称三相电路中:
当对称负载为星形连接时:
当对称负载为角形连接时:
所以:
单位:
W、KW,同理有,单位:
varkvar,3.视在功率,单位:
VAKVA,注意:
线电压相同、同一组负载角形连接的有功功率是星接的3倍,无功也如此。
2.无功功率,第四节半导体管基础知识,一.半导体与半导体管
(一)半导体的概念导体:
原子核对外围电子束缚能力较差,有大量的自由电子。
绝缘体:
原子核对外围电子束缚能力较强,自由电子极少。
半导体:
导电性介于导体与绝缘体之间。
热激发产生自由电子和空穴每个原子周围有四个相邻的原子,原子之间通过共价键紧密结合在一起。
两个相邻原子共用一对电子。
室温下,由于热运动少数价电子挣脱共价键的束缚成为自由电子,同时在共价键中留下一个空位这个空位称为空穴。
失去价电子的原子成为正离子,就好象空穴带正电荷一样。
在电子技术中,将空穴看成带正电荷的载流子。
1半导体的导电特征,空穴运动,(与自由电子的运动不同),有了空穴,邻近共价键中的价电子很容易过来填补这个空穴,这样空穴便转移到邻近共价键中。
新的空穴又会被邻近的价电子填补。
带负电荷的价电子依次填补空穴的运动,从效果上看,相当于带正电荷的空穴作相反方向的运动。
本征半导体中有两种载流子:
带负电荷的自由电子和带正电荷的空穴热激发产生的自由电子和空穴是成对出现的,电子和空穴又可能重新结合而成对消失,称为复合。
在一定温度下自由电子和空穴维持一定的浓度。
(二)半导体管,在纯净半导体中掺入某些微量杂质,其导电能力将大大增强1.N型半导体:
在纯净的半导体材料(如硅、锗、硫化镉等)按重量比中加入百万分之一的砷、锑、磷等元素,就会在正常晶格结构之外还有很多带负电的电子,就形成了N型半导体。
这种半导体主要靠自由电子这种半导体主要靠自由电子导电,称为电子半导体或N型半导体,其中自由电子为多数载流子,热激发形成的空穴为少数载流子导电,称为电子半导体或N型半导体,其中自由电子为多数载流子,热激发形成的空穴为少数载流子。
自由电子多数载流子(简称多子)空穴少数载流子(简称少子),2.P型半导体:
在同样的比例中掺入铝、铟、硼等等元素,就会在正常晶格结构之外还有很多带正电的电子,就形成了P型半导体。
这类掺杂后的半导体其导电作用主要靠空穴运动,称为空穴半导体或P型半导体,其中空穴为多数载流子,热激发形成的自由电子是少数载流子。
自由电子少数载流子(简称少子)空穴多数载流子(简称多子),无论是P型半导体还是N型半导体都是中性的,对外不显电性。
掺入的杂质元素的浓度越高,多数载流子的数量越多。
少数载流子是热激发而产生的,其数量的
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