7半导体基本知识.pptVIP

* * * * * 一 、半导体二极管的V—A特性曲线 硅：0.5 V 锗： 0.1 V (1) 正向特性 导通压降 反向饱和电流 (2) 反向特性 死区 电压 击穿电压UBR 实验曲线 u E i V mA u E i V uA 锗 硅：0.7 V 锗：0.3V 二. 二极管的模型及近似分析计算 例： I R 10V E 1kΩ D—非线性器件 i u RLC—线性器件 二极管的模型 D U 串联电压源模型 U D 二极管的导通压降。硅管 0.7V；锗管 0.3V。 理想二极管模型 正偏 反偏 导通压降 二极管的V—A特性 二极管的近似分析计算 I R 10V E 1kΩ I R 10V E 1kΩ 例： 串联电压源模型 测量值 9.32mA 相对误差 理想二极管模型 R I 10V E 1kΩ 相对误差 0.7V 例：二极管构成的限幅电路如图所示，R＝1kΩ，UREF=2V，输入信号为ui。 (1)若 ui为4V的直流信号，分别采用理想二极管模型、理想二极管串联电压源模型计算电流I和输出电压uo 解：（1）采用理想模型分析。 采用理想二极管串联电压源模型分析。 （2）如果ui为幅度±4V的交流三角波，波形如图（b）所示，分别采用理想二极管模型和理想二极管串联电压源模型分析电路并画出相应的输出电压波形。 解：①采用理想二极管 模型分析。波形如图所示。 0 -4V 4V ui t 2V 2V uo t 0 2.7V uo t 0 -4V 4V ui t 2.7V ②采用理想二极管串联电压源模型分析，波形如图所示。 三. 二极管的主要参数 (1) 最大整流电流IF—— 二极管长期连续工 作时，允许通过二 极管的最大整流 电流的平均值。 (2) 反向击穿电压UBR——— 二极管反向电流 急剧增加时对应的反向 电压值称为反向击穿 电压UBR。 (3) 反向电流IR—— 在室温下，在规定的反向电压下的反向电流值。硅二极管的反向电流一般在纳安(nA)级；锗二极管在微安(?A)级。 当稳压二极管工作在反向击穿状态下,工作电流IZ在Izmax和Izmin之间变化时,其两端电压近似为常数 稳定电压 四、稳压二极管 稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊二极管 正向同二极管 反偏电压≥UZ 反向击穿 ＋ UZ － 限流电阻 稳压二极管的主要 参数 (1) 稳定电压UZ —— (2) 动态电阻rZ —— 在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。 rZ =?U /?I rZ愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。 (3) 最小稳定工作 电流IZmin—— 保证稳压管击穿所对应的电流，若IZ＜IZmin则不能稳压。 (4) 最大稳定工作电流IZmax—— 超过Izmax稳压管会因功耗过大而烧坏。 半导体三极管，也叫晶体三极管。由于工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，因此，还被称为双极型晶体管（Bipolar Junction Transistor,简称BJT）。 BJT是由两个PN结组成的。 NPN型 PNP型 符号: 三极管的结构特点: （1）发射区的掺杂浓度＞＞集电区掺杂浓度。 （2）基区要制造得很薄且浓度很低。 - - N N P 发射区 集电区 基区 发射结 集电结 e c b 发射极 集电极 基极 - - P P N 发射区 集电区 基区 发射结 集电结 e c b 发射极 集电极 基极 三极管在工作时要加上适当的直流偏置电压。 若在放大工作状态： 发射结正偏： + UCE － ＋ UBE － ＋ UCB － 集电结反偏： 由VBB保证 由VCC、 VBB保证 UCB=UCE - UBE 0 共发射极接法 c区 b区 e区 （1）因为发射结正偏，所以发射区向基区注入电子 ，形成了扩散电流IEN 。同时从基区向发射区也有空穴的扩散运动，形成的电流为IEP。但其数量小，可忽略。 所以发射极电流I E ≈ I EN 。 （2）发射区的电子注入基区后，变成了少数载流子。少部分遇到的空穴复合掉，形成IBN。所以基极电流I B ≈ I BN 。大部分到达了集电区的边缘。 1．BJT内部的载流子传输过程  另外，集电结区的少子形成漂移电流ICBO。 三个电极上的电流关系: IE =IC+IB 定义： (1)IC与I E之间的关系: 所以: 其值的大小约为