第1章半导体基础第1章半导基础体基础.ppt

VS 正极 负极 1、稳压管的伏安特性 1.2.7 稳压管 A I/mA U/V 0 正向特性 反向击穿区 UZ Imin IZmax B AB段，电流变化很大而电压基本不变，可用来稳压 是一种特殊的二极管，一定条件下稳定电压。 稳压管必须工作在反向工作区，多采用硅材料。 * 2、稳压管的主要参数 （1） 稳定电压 UZ （2） 最小稳定电流 IZmin 电流为规定值时稳压管两端的电压值 稳压管稳压工作时的最小电流 （3） 最大耗散功率PZM和最大工作电流 I/mA U/V 0 UZ Imin IZmax * 2、稳压管的主要参数 （5） 动态电阻 rZ rZ = ? IZ ?UZ （6） 稳定电压的温度系数 ? 稳压管两端电压变化量与对应的电流变化量的比值 温度每变化1°C，稳定电压UZ的相对变化量 0 ?IZ ?UZ U/V Imin IZmax I/mA * * 稳定电压高于7V的稳压管具有正温度系数，低于4V的稳压管具有负温度系数，4-7V之间的温度系数最小。因此一般选用6V稳压管，或选用具有温度补偿的稳压管，也可将两个稳压值相同的管子反向串联使用。  稳压管正常工作的条件： （1）工作在反向击穿状态 （2）稳压管中的电流在稳定电流及最大工作电流之间 3、应用电路 uo＝ Ｕz * 限流电阻的选取在第10章介绍。 其他类型二极管 1、发光二极管： 当外加正向电压使的正向电流足够大时，二极管开始发光。 发光二极管也具有单向导电性。 2、光电二极管： 是一种光能与电能进行转换的器件，将接收到的光的变换转化成电流的变化。 * 本章小结 概念 本征半导体 载流子 杂质半导体（N型/P型） PN结 * 特性 半导体：掺杂性、光敏特性、温度特性与电容效应 PN结或二极管：单向导电性、反向击穿特性 方程 PN结或二极管：伏安特性 * 参数 二极管：最大整流电压、最大反向工作电压、反向电流、最高工作频率 稳压管：稳定电压、最小稳定电流、最大功率与最大工作电流 * * * 一定条件下，多子扩散与少子漂移达到动态平衡，空间电荷区宽度基本稳定。 动画1-3 P 区 N 区 内电场方向 * 内电场方向 二、 PN 结的特性 1、PN 结的单向导电性 是指PN结在不同极性的外加电压作用时，其导电能力有显著差异。 * 内电场方向 E 外电场方向 R I P 区 N 区 外电场驱使P区的空穴进入空间 电荷区抵消一部分负空间电荷 N区电子进入空间电荷区 抵消一部分正空间电荷 空间电荷区 变窄 扩散运动增强，形 成较大的正向电流 （1） 外加正向电压(正偏)（P端接电源正极 动画1-4） PN结两端不能直接接电源两端。 * P 区 N 区 内电场方向 E R 空间电荷区变宽 外电场方向 IR （2） 外加反向电压(反偏) （N端接电源正极）动画1-5 少数载流子越过PN结形成很小的反向电流 * PN结的单向导电性 PN结正向偏置时靠多子导电，产生的正向电流数值较大,此时容易导电； PN结反向偏置时靠少子导电，产生的反向电流数值很小，几乎不导电。 * 2、PN结的伏安特性及其表达式 I / mA U / V I为流过PN结的电流，U为PN结两端的外加电压。 Is为反向饱和电流， UT 为“温度电压当量” ，常温时，UT ≈ 26mV PN结的伏安特性是指PN结两端的外加电压与流过PN结的电流之间的关系曲线。 * 温度对反向电流的影响： T↑，少子↑ ，IS ↑ PN加正向电压，且UUT时， PN加反向电压，且?U ? UT时， I / mA U / V * PN结的正向特性受温度的影响 温度升高时，正向曲线左移，反向曲线下移。 当保持正向电流不变时，环境温度每升调1??C,PN结的端电压可减小2?2.5mV。 * 3、PN结的击穿特性 当PN结反向电压超过一定数值UBR后，反向电流急剧增加，该现象称为反向击穿， UBR称为反向击穿电压 * 雪崩击穿 2. 齐纳击穿 齐纳击穿：在掺杂浓度高的情况下，耗尽层很窄，不大的反向电压可以在耗尽层产生很强的电场（E=U/d，其中U为两电场间的电势差，d为两点间沿电场方向的距离），直接破坏共价键，形成电子-空穴对，导致电流急剧增加。 硅材料一般在4V以下的击穿称为齐纳击穿。 * 雪崩击穿：掺杂浓度低，当反向电压比较大时，耗尽层中的少子加快漂移速度，撞击共价键，形成电子-空穴对，新的电子和空穴在电场的作用下加速运动，撞出新的价电子。载流子雪崩式倍增，导致电流急剧增加。一般在7V以上。