模拟电子技术基础课件_半导体讲述.ppt

1.5.2　晶闸管（晶体闸流管） 一、结构和等效模型 图 1.5.5　晶闸管的结构和符号 C C C 阳极 阴极 控制极 第四版童诗白 硅可控元件，由三个PN结构成的大功率半导体器件。 * 二、工作原理 图 1.5.6 　1. 控制极不加电压，无论在阳极与阴极之间加正向或反向电压，晶闸管都不导通。 ——称为阻断 　2. 控制极与阴极间加正向电压，阳极与阴极之间加正向电压，晶闸管导通。 P N P IG β1 β2IG β1IG 图 1.5.5 C N P N C C 第四版童诗白 C * 结论： 　　晶闸管由阻断变为导通的条件是在阳极和阴极之间加正向电压时，再在控制极加一个正的触发脉冲； 　　晶闸管由导通变为阻断的条件是减小阳极电流 IA ，　　或改变A-C电压极性的方法实现。 　　晶闸管导通后，管压降很小，约为 0.6~1.2 V 左右。 第四版童诗白 * 三、晶闸管的伏安特性 1. 伏安特性 O UAC IA UBO A B C IH IG= 0 　正向阻断特性：当 IG= 0 ，而阳极电压不超过一定值时，管子处于阻断状态。 UBO ——正向转折电压 　正向导通特性：管子导通后，伏安特性与二极管的正向特性相似。 IH ——维持电流 　当控制极电流 IG ? 0 时， 使晶闸管由阻断变为导通所需的阳极电压减小。 IG 增大 反向特性：与二极管的反向特性相似。 UBR 图 1.5.7晶闸管的伏安特性曲线 第四版童诗白 * 四、晶闸管的 主要参数 1.额定正向平均电流 IF 2.维持电流 IH 3.触发电压 UG和触发电流 IG 4.正向重复峰值电压 UDRM 5.反向重复峰值电压 URRM 其它：正向平均电压、控制极反向电压等。 第四版童诗白 * 例：单相桥式可控整流电路 + - uG 在 u2 正半周，当控制极加触发脉冲，VT1 和 VD2 导通； 在 u2 负半周，当控制极加触发脉冲，VT2和 VD1 导通； α θ ?：控制角； ?：导电角 图 1.5.8 第四版童诗白 * 单结管的触发电路 第四版童诗白 * 小 结 第 1 章 第四版童诗白 * 一、两种半导体和两种载流子 两种载流 子的运动 电子 空穴 两 种 半导体 N 型 (多电子) P 型 (多空穴) 二、二极管 1. 特性 — 单向导电 正向电阻小(理想为 0)，反向电阻大(?)。 第四版童诗白 * iD O uD U (BR) I F URM 2. 主要参数 正向 — 最大平均电流 IF 反向 — 最大反向工作电压 U(BR)(超过则击穿) 反向饱和电流 IR (IS)(受温度影响) IS 第四版童诗白 * 3. 二极管的等效模型 理想模型 (大信号状态采用) uD iD 正偏导通 电压降为零 相当于理想开关闭合 反偏截止 电流为零 相当于理想开关断开 恒压降模型 UD(on) 正偏电压 ? UD(on) 时导通 等效为恒压源UD(on) 否则截止，相当于二极管支路断开 UD(on) = (0.6 ? 0.8) V 估算时取 0.7 V 硅管： 锗管： (0.1 ? 0.3) V 0.2 V 折线近似模型 相当于有内阻的恒压源 UD(on) 第四版童诗白 * 4. 二极管的分析方法 图解法 微变等效电路法 5. 特殊二极管 工作条件 主要用途 稳压二极管 反 偏 稳 压 发光二极管 正 偏 发 光 光电二极管 反 偏 光电转换 第四版童诗白 * 三、两种半导体放大器件 双极型半导体三极管(晶体三极管 BJT) 单极型半导体三极管(场效应管 FET) 两种载流子导电 多数载流子导电 晶体三极管 1. 形式与结构 NPN PNP 三区、三极、两结 2. 特点 基极电流控制集电极电流并实现放大 第四版童诗白 * 放 大 条 件 内因：发射区载流子浓度高、 基区薄、集电区面积大 外因：发射结正偏、集电结反偏 3. 电流关系 IE = IC + IB IC = ? IB + ICEO IE = (1 + ?) IB + ICEO IE = IC + IB IC = ? IB IE = (1 + ? ) IB 第四版童诗白 * 4. 特性 iC / mA uCE /V 100 μA 80 μA 60 μA 40 μA 20 μA IB = 0 O 3 6 9 12 4 3 2 1 O 0.4 0.8 iB / ?A uBE / V 60 40 20 80 死区电压(Uth)： 0.5 V (硅管) 0.1 V (锗管) 工作电压(UBE(on) ) ： 0.6 ? 0.8 V 取 0.7 V (硅