河北科技大学基础课教学部.ppt

内容提要 7.1 半导体基础知识 本次课掌握内容 2、N型半导体为电子型半导体； P型半导体为空穴型半导体。 3、PN结具有单向导电性。 4、二极管具有单向导电性。 理想二极管：导通管压降为0； 非理想二极管：（硅管）导通管压降为0.7V （锗管）导通管压降为0.3V 上次课复习 2、N型半导体为电子型半导体； P型半导体为空穴型半导体。 3、PN结具有单向导电性。 4、二极管具有单向导电性。 理想二极管：导通管压降为0； 非理想二极管：（硅管）导通管压降为0.7V （锗管）导通管压降为0.3V 本次课掌握内容 1、三极管有两个PN结：发射结和集电结 2、三极管有NPN型和PNP型 3、三极管具有电流放大作用，此时，发射结正向偏置，集电结反向偏置。IE=IC+IB且IC=βIB 4、三极管输出特性曲线有三个工作区：放大区、饱和区和截止区。 5、NPN型三极管工作在放大区时： UEUBUC iCuCE=PCM iC uCE ICM U(BR)CEO 安全工作区 5.集电极最大允许功耗PCM 过损耗区 ICEO 1、本征半导体电子和空穴成对出现，浓度相等; 7.2.5 常用的特殊二极管 1. 稳压管 1）稳压管的工作原理 稳压管是一种特殊的面接触型硅二极管。 2）稳压管的图形符号 VS IZ 3） 稳压管的主要参数 ①稳定电压UZ UZ是指稳压管击穿后正常工作时，管子两端的电压值。 ②稳压电流IZ IZ是稳压管正常工作时的参考电流。电流小于此值时，稳压二极管将失去稳压作用。也记作IZmin ③额定功耗PZM IZM 即 IZmax ④动态电阻rZ rZ越小，稳压性能越好。 4）稳压管的稳压条件 稳压管正向工作时和二极管的特性完全相同。 必须工作在反向击穿状态； 流过稳压管的电流在IZ和IZM之间 。 注意！ 5）稳压管的应用 典型应用电路： RL为负载电阻，R限流电阻，当UI变化时，由于稳压管的作用，输出UO不变。 当发光二极管加正向电压，电流足够大时会发出可见光和不可见光。 2.发光二极管(LED) 3. 光电二极管 工作在反向偏置状态下 7.3 半导体三极管 7.3.1 三极管的基本结构 B E C N N P 基极 发射极 集电极 NPN型 集电极 基极 发射极 P N P B C E PNP型 1. 分类 B E C N N P 基极 发射极 集电极 基区：较薄，掺杂浓度低 集电区：面积较大，掺杂浓度低 发射区：掺 杂浓度较高 B E C N N P 基极 发射极 集电极 发射结 集电结 2、 符号 B E C NPN型三极管 B E C PNP型三极管 7.3.2 工作原理 发射结正偏，集电结反偏。 1、放大状态 进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IB ，多数扩散到集电结。 发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。 B E C N N P EB RB Ec IE IB RC 集电结反向偏置。从基区扩散来的电子漂移进入集电结而被收集，形成IC。 B E C N N P EB RB Ec IE IB IC RC B E C N N P EB RB Ec IE IB IC RC 直流(静态)电流放大倍数 要使三极管能放大电流，必须使发射结正偏，集电结反偏。 交流(动态)电流放大倍数 2、饱和状态 发射结正偏，集电结正偏。 3、截止状态 发射结反偏，集电结反偏。 相当于“开关”闭合 相当于“开关”断开 管压降 7.3.3 特性曲线 实验线路 IC mA ?A V V UCE UBE RB IB EC EB RC 死区电压，硅管0.5V，锗管0.1V。 IB(?A) UBE(V) 20 40 60 80 0.4 0.8 UCE?1V 管压降： 硅管UBE?0.6~0.8V,锗管UBE?0.2~0.3V。 1、输入特性曲线 2、输出特性曲线 iC(mA ) 1 2 3 4 uCE(V) 3 6 9 12 iB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 当 时，iC只与iB有关，满足iC=?iB。称为放大区。 放大区：发射结正向偏置，集电结反向偏置。 此区域中uCE?uBE，?iBiC ，称为饱和区。 iC(mA ) 1 2 3 4 uCE(V) 3 6 9 12 iB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 饱和区：发射结、集电结均正向偏置。 此区域中 : iB=0，iC≈0，称为截止区。 iC(mA ) 1 2