电子技术第1章半导体器件课件.ppt

第1章 半导体器件 §1.1 半导体和PN结 1.1.1 本征半导体 § 1.2 半导体二极管 (1)、基本结构 PN结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。 基本结构 (2) 伏安特性 （5） 半导体二极管的应用 （6） 特殊二极管 稳压二极管的参数: 跨导gm 1. 稳压二极管 IZmax + - 稳压二极管符号 U I UZ IZ 稳压二极管特性曲线 IZmin 当稳压二极管工作在反向击穿状态下,当工作电流IZ在Izmax和 Izmin之间时,其两端电压近似为常数 正向同二极管 稳定电流 稳定电压 U I IZ IZmax ?UZ ?IZ 稳压误差 曲线越陡，电压越稳定。 + - UZ 动态电阻： rz越小，稳压性能越好。 (1) 稳定电压UZ 稳压管正常工作(反向击穿)时管子两端的电压。 (2) 电压温度系数?ｕ（%/℃） 环境温度每变化1?C引起稳压值变化的百分数。 (3) 动态电阻 (4) 稳定电流 IZ 、最大稳定电流 Izmax (5) 最大允许耗散功率 PZM = UZ IZM rZ愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。 例：稳压二极管的应用 RL ui uO R DZ i iz iL UZ ui uo iz i UR uo= ui - UR uo 2. 发光二极管 有正向电流流过时，发出一定波长范围的光，目前的发光管可以发出从红外到可见波段的光，它的电特性与一般二极管类似。 3. 光电二极管 反向电流随光照强度的增加而上升。 I U 照度增加 §1.3 半导体三极管 1.3.1 基本结构 B E C N N P 基极 发射极 集电极 NPN型 P N P 集电极 基极 发射极 B C E PNP型 B E C NPN型三极管 B E C PNP型三极管 三极管符号 N P N C B E P N P C B E 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 发射区：掺 杂浓度较高 发射结 集电结 B E C N N P 基极 发射极 集电极 + + + + + + + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ + + + + + + + + + + + + + 1.3.2 电流放大原理 B E C N N P EB RB Ec 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。 IE 1 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。 IB B E C N N P EB RB Ec IE 从基区扩散来的电子漂移进入集电结而被收集，形成IC。 IC 2 IC IB 要使三极管能放大电流，必须使发射结正偏，集电结反偏。 IE=IC+IB 静态电流放大倍数 静态电流放大倍数，动态电流放大倍数 ? = IC / IB IC = ?IB 动态电流放大倍数 IB ： IB +? IB IC ： IC +? IC ? = ? IC / ? IB 一般认为： ? = ?= ?，近似为一常数， ?值范围：20~100 ? IC = ? ? IB 1.3.3 特性曲线 IC mA ?A V V UCE UBE RB IB USC USB 实验线路(共发射极接法) C B E RC IB 与UBE的关系曲线（同二极管） （1）输入特性 IB(?A) UBE(V) 20 40 60 80 0.4 0.8 UCE?1V 死区电压，硅管0.5V 工作压降： 硅管UBE ? 0.7V （2）输出特性(IC与UCE的关系曲线) IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 3 6 9 12 40?A 60?A Q Q’ ? = IC / IB =2 mA/ 40?A=50 ? = ? IC / ? IB =(3-2)mA/(60-40) ?A=50 ? = IC / IB =3 mA/ 60?A=50 输出特性 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UCE大于一定的数值时，IC只与IB有关，IC=?IB , 且 ? IC = ? ? IB 。此区域称为线性放大区。 此区域中UCE?UBE,集电结正偏，?IBIC，UCE?0.3V称为饱和区。 此区域中 : IB=0 , IC=ICEO , UBE 死区电压,，称为截止区。 输出特性三个 区域的特点: (1) 放大区 BE结正偏，BC结反偏(NPN:VCVBVE、PNP:VCVBVE)， IC=?IB , 且 ? IC = ? ? IB (2) 饱和区