第3章 半导体器件(修改).ppt

1.本征半导体 本征半导体——化学成分纯净的半导体。它在物理结构上呈单晶体形态。本征半导体自由电子和空穴少、导电能力低。 空穴——共价键中的空位。在电子技术中，将空穴看成带正电荷的载流子。 电子空穴对——由热激发而产生的自由电子和空穴对。 空穴的移动——空穴的运动是靠相邻共价键中的价电子依次充填空穴来实现的。 稳压二极管稳压过程 RL不变， Ui↑→ UZ ↑→ IZ ↑→ I ↑ = IZ + IL → UZ ↓= Ui- IR Ui不变, RL ↓ → UZ ↓ → IZ ↓ → I ↓ = IZ + IL → UZ ↑= Ui- IR (a) 符号 (b)伏安特性 (c)稳压电路 图3-12 实验表明IC比IB大数十至数百倍，因而有。IB虽然很小，但对IC有控制作用，IC随IB的改变而改变，即基极电流较小的变化可以引起集电极电流较大的变化，表明基极电流对集电极具有小量控制大量的作用，这就是三极管的电流放大作用。 (b) 共基直流电流放大系数 =（IC－ICBO）/IE≈IC/IE 3.2.2 电流分配和电流放大作用 （1）产生放大作用的条件 内部：a）发射区杂质浓度基区集电区 b）基区很薄 外部：发射结正偏，集电结反偏 （2）三极管内部载流子的传输过程 a）发射区向基区注入电子，形成发射极电流 iE b）电子在基区中的扩散与复合，形成基极电流 iB c）集电区收集扩散过来的电子，形成集电极电流 iC Home Next Back （3）晶体管的电流分配关系 根据传输过程可知 IC= InC+ ICBO IB= IB’ - ICBO 通常 IC ICBO IE=IB+ IC 为共基直流电流放大系数，它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般 = 0.9?0.99 晶体管的电流分配关系 3.2.3 三极管的特性曲线 1．输入特性曲线 与二极管类似 2．输出特性曲线 （1）放大区：发射极正向偏置，集电结反向偏置 （2）截止区：发射结反向偏置，集电结反向偏置 （3）饱和区：发射结正向偏置，集电结正向偏置 此时 Home Next Back （1）直流参数 (a)共射直流电流放大系数 =（IC－ICEO）/IB≈IC / IB ? vCE=const 图1.3.8 3.2.4 三极管的主要参数 Home Next Back (c) 极间反向电流 (i) 集电极基极间反向饱和电流ICBO 发射极开路时，集电结的反向饱和电流。 图1.3.9 (ii) 集电极发射极间的穿透电流ICEO ICEO=（1+ ）ICBO Home Next Back 基极开路时，集电极与发射极间的穿透电流。 图1.3.10 ICEO 图1.3.11 Home Next Back （2）交流参数 (a)共射交流电流放大系数 (b)共基交流电流放大系数 当ICBO和ICEO很小时， ≈?、 ≈?，可以不加区分。 图1.3.12 Home Next Back （3）极限参数 (a) 集电极最大允许电流ICM (b) 最大集电极耗散功率PCM PCM= iCvCE= const (c) 反向击穿电压 ? V(BR)CBO—发射极开路时的集电结反向击穿电压。 ? V(BR) EBO—集电极开路时发射结的反向击穿电压。 ? V(BR)CEO—基极开路时C极和E极间的击穿电压。 其关系为： V(BR)CBO＞V(BR)CEO＞V(BR) EBO 图1.3.13 Home Next Back 由PCM、 ICM和V(BR)CEO在输出特性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和击穿区。 图1.3.14 输出特性曲线上的过损耗区和击穿区 Home Next 思考题 Back 1. 既然BJT具有两个PN结，可否用两个二极管相联以构成一只BJT，试说明其理由。 2. 能否将BJT的e、c两个电极交换使用，为什么？ 3. 为什么说BJT是电流控制型器件？ 例 题 例13.1 图3.19 所示各晶体管处于放大工作状态，已知各电极直流电位。试确定晶体管的类型（NPN /PNP、硅/锗），并说明x、y、z 代表的电极。 图3.