电工电子技术教学课件作者王桂琴第9章常用半导体器件课件.pptx

第九章常用半导体器件 第一节PN结及其单向导电性 第二节 半导体二极管 第三节 特殊二极管 第四节 晶体管 第五节 场效应晶体管 第六节 晶闸管 习 题 目录第一节PN结及其单向导电性 半导体的导电特点 PN结返 回一、半导体的导电特点1.半导体材料 物质分为导体、半导体、绝缘体。半导体是4价元素。 半导体材料的特点： 半导体的导电能力受光和热影响。 T↑ 导电能力↑ 光照↑导电能力 ↑ 纯净的半导体掺入杂质导电性会大大增强。返回+42.本征半导体 纯净的、具有晶体结构的半导体称为本征半导体。本征半导体中的载流子 自由电子 (－) 空 穴 （+）空穴与电子成对出现并可以复合。* 空穴的移动返回3.杂质半导体 P型半导体 掺3价元素，如硼， 空穴数多于自由电子数，空穴是多子。 N型半导体掺5价元素，如磷，自由电子数多于空穴数，自由电子数是多子。返回+4+4+4+5N型硅表示+N型半导体硅或锗 +少量磷? N型半导体硅原子多余电子磷原子返回+3+4+4+4P型硅表示P型半导体硅或锗 +少量硼? P型半导体多余空穴硅原子硼原子返回4．扩散运动与漂移运动 载流子由于浓度差异而形成运动叫扩散运动。 在电场作用下，载流子的定向运动叫漂移运动。 返回－－－－－－－－NP－－－－－－－－内电场扩散运动漂移运动二、 PN结 1. PN结的形成电荷区空间扩散运动空间电荷区内电场削弱内电场漂移运动动态平衡返回－－－－－－－－－－－－内电场外电场－－－－ 2. PN结的单向导电性 加正向电压（正偏） P（+） N（－）PN 外电场方向与内电场方向相反 空间电荷区(耗尽层)变薄 扩散＞漂移 导通电流很大 ,呈低阻态。少子形成的电流，可忽略。返回－－－－P－－－－－－－－－－－－ 内电场 外电场 PN结正偏，导通；PN结反偏，截止 加反向电压（反偏）P（－）N（+）N外电场与内电场相同耗尽层加厚 漂移＞扩散少子形成反向电流IR，很小，呈高阻态。返回第二节 半导体二极管 半导体二极管的伏安特性 半导体二极管的主要参数返 回I/mAGeSi反向击穿电压U/V导通电压死区一、半导体二极管的伏安特性P区－阳极N区－阴极 VD+阳极阴极 2.? 反向特性 反向饱和电流很小，可视为开路；反向电压过高，电流急增，二极管发生击穿。 1. 正向特性死区电压 硅管 0.5V 锗管 0.1V 正向导通电压 硅管 0.7V 锗管 0.3VO返回二、半导体二极管的主要参数1. 最大整流电流 IF 二极管允许通过的最大正向平均电流。2. 最高反向工作电压 URM 保证二极管不被击穿允许加的最大反向电压。3. 最大反向饱和电流 IR 室温下，二极管加最高反向电压时的反向电流，与温度有关。返回例1、如图，当E＝5V时， I＝5mA，则 E=10V，I＝（ ） A. I＝10mA B.I 10mA C. I＜10mA D.不确定BVDEI返回uoωt 例2、如图，E＝5V，二极管正向压降忽略不计，画出 uo波形。ui /V10VD5uiuoEωtOui E VD截止 uo =E5O 利用二极管的单向导电性可对输出信号起限幅作用。ui E VD导通 uo = ui返回uoωt 例3、如图，E＝6V，二极管正向压降忽略不计，画出 uo波形。ui /V10VD2R6VD1uiuoOωtEE－6解：ui －E， VD2导通，VD1截止 uo=－E=－6Vui E，VD1导通，VD2截止 uo=E=6V－Eui E ，VD1、VD2截止， uo=ui6O返回例4、二极管组成电路如图，设二极管导通电压为0.3V，试求输出电压UF 。解：－12V3V 0 －12VRVD1VD1率先导通， UF＝3V－0.3V＝2.7V+3VUF0VVD2VD2截止返回第三节 特殊二极管 稳压管 光敏二极管 发光二极管 返 回I /mA反向击穿电压U /V一、稳压管 稳压管是一种特殊的二极管，具有稳定电压的作用。1. 稳压原理 稳压管工作于反向击穿区。 特点：电流变化大，电压变化小。OVS稳压管：1）加正向电压时等同于二极管。 2）加反向电压时使其击穿后稳压。返回2. 稳压管参数 1) 稳定电压UZ 正常工作下，稳压管两端电压。 同一型号的稳压管分散性较大。 2) 稳定电流 IZ 正常工作下的参考电流。 大小由限流电阻决定。 3) 动态电阻rZ rZ =△U/△I rZ 越小，稳压效果越好。返回4) 温度系数αu 温度改变1℃，稳压值改变的百分比。 其值可正，可负。5) 最大允许耗散功率PZM 管子不至于产生热损