电工电子技术_常用半导体器件辩析.ppt

7.3 半导体三极管 3.极限参数 三极管的极限参数是指三极管正常工作时，电流、电压、功率等的极限值，是三极管安全工作的主要依据。三极管的主要极限参数有如下几项。 （1）集电极最大允许电流ICM （2）集射极反向击穿电压U（BR）CEO （3）集电极最大允许耗散功率PCM 图7.17 三极管的安全工作区 7.4 场效应晶体管 前面介绍的三极管(双极型器件)是一种电流控制器件，在电子线路中经常用到的另一种半导体器件是场效应晶体管。它是利用电场效应控制多数载流子运动的器件，因为只有一种载流子参与导电，故称单极型晶体管。它输入电阻高，受温度影响小，制造工艺简单，便于集成化，所以发展迅速，应用广泛。 场效应晶体管分为绝缘栅型和结型两大类。本节只介绍N构道增强型绝缘栅场效应晶体管。 图7.18(a)是这种场效应晶体管结构图，它的符号如图7.18(b)所示。 7.4.1 构道增强型绝缘栅场效应晶体管的结构和原理 1. N构道增强型绝缘栅场效应晶体管的结构 7.4 场效应晶体管 图7.18 N沟道增强型场效应晶体管结构和符号 由图7.18可以看出，源极S和漏极D之间是两个背靠背的PN结，仅在漏极D和源极S之间加电压是不会导通的。 2.工作原理 7.4 场效应晶体管 图7.20所示为N沟道增强型绝缘栅场效应晶体管的特性曲线。 1）转移特性表示的是漏极电流与栅源电压之间的关系。 2）输出特性表示的是当UGS为大于开启电压UT的某一数值时，漏极电流与漏源电压之间的关系。输出特性分为3个区域：可变电阻区、饱和区和击穿区。 7.4.2 N沟道增强型绝缘栅场效应晶体管的伏安特性和主要参数 1.伏安特性曲线 图7.20 N沟道增强型绝缘栅场效应晶体管的特性曲线 7.4 场效应晶体管 1)开启电压UT。增强型绝缘栅场效应晶体管在UDS为某一固定值时，为使管子由截止变为导通，形成ID，栅源之间所需的最小电压为UGS。 2)击穿电压U（BR）DS。漏极和源极间允许的最大电压。 3)直流输入电阻RGS。栅极和源极之间的直流电阻。场效应晶体管的直流输入电阻RGS远远大于三极管的基极与发射极之间的等效输入电阻rbe，这是场效应晶体管最大的优点，能够满足高内阻的微弱信号源对后级电路输入阻抗的要求。 4)跨导gm。漏极电流的变化量与引起这个变化的栅源电压变化量之比，即gm=ΔID/ΔUGS，其单位为μA/V或mA/V。 2.主要参数 小 结 详见178页 详见179页 习 题 7.4 场效应晶体管 相关词汇表。 过程和步骤的列表，或者带有媒体的演讲幻灯片。 示例图形/图表。 示例图形/图表。 课程、演讲等的总结。 提问和讨论的机会。 * 电工电子技术 第7章 常用半导体器件 1本征半导体、杂质半导体、PN结。 2二极管、三极管。 3场效应晶体管。 知识点： 要求掌握： 1半导体的基础知识。 2 PN结单向导电特性。 3二极管的伏安特性 4稳压二极管的稳压原理。 5三极管的输入和输出特性曲线。 了解： 1发光二极管的发光原理。 2场效应晶体管的结构和工作原理。 半导体器件是组成电子电路的核心部件，它们的基本结构、工作原理、特性及参数是学习电子技术和分析电子电路的基础。本章首先介绍常用纯净半导体和杂质半导体的导电性及由两种杂质半导体构成PN结的导电性。然后从结构、工作原理和伏安特性等方面，介绍二极管、三极管、场效应晶体管等常用器件。 第7章 常用半导体器件 7.1 半导体的基础知识 铜、银、铝等金属材料是很容易导电的，称为导体；陶瓷、塑料、橡胶、玻璃等材料却不容易导电，称为绝缘体。导体的导电性能良好，电阻率很低，在10-8～10-6Ω·m之间。例如，铜的电阻率为1.57×10-8Ω·m。绝缘体的导电能力很差，电阻率很高，在108～ 1016Ω·m之间。例如，橡胶的电阻率为1016Ω·m。 自然界除了导体和绝缘体外，还存在一类物质，它的导电特性介于导体和绝缘体之间，它既不像导体那样容易导电，也不像绝缘体那样很难导电，这类物质称为半导体。半导体的电阻率介于导体和绝缘体之间，比较典型的数值为10-5～ 107Ω·m。例如，纯锗在室温时电阻率为0.47Ω·m。 半导体之所以引起人们的注意，得到广泛的应用，其主要原因不是由于电阻率在数值上与导体和绝缘体有差别，而在于它的电阻率在受热、光照、掺杂等作用下将出现很大变化。主要表现在以下3个方面： 7.1.1 本征半导体 （1）热敏性 半导体对温度的反应很灵敏，其电阻率随着温度的上升而明显下降，例如，半导体材