第四章半导体二极管和晶体管.pptVIP

第四章 半导体二极管和晶体管;§1 半导体基础知识; 半导体－－硅（Si）、锗（Ge），均为四价元素，它们原子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。;导电性：与杂质浓度和温度有关 在绝对零度(-273℃)和没有外界影响时，所有价电子都被束缚在共价键内，晶体中没有自由电子，所以半导体不能导电。晶体中无载流子。;1.本征半导体的结构;两种载流子;4.1.2、杂质半导体 1. N型半导体;; 在电场作用下，半导体中的载流子作定向飘移运动而形成的电流。;PN结的形成及其单向导电性;PN 结的形成;PN结加正向电压导通： 耗尽层变窄，扩散运动加剧，由于外电源的作用，形成扩散电流，PN结处于导通状态。;PN结加反向电压截止： 耗尽层变宽，阻止扩散运动，有利于漂移运动，形成漂移电流。由于电流很小，故可近似认为其截止。;PN结电流方程; 当u 比UT大几倍时;PN结的击穿特性;轻掺杂?耗尽区较宽?少子动能增大?碰撞中性原子?产生电子、空穴对?连锁反应?产生大量电子、空穴对?反向电流剧增。;重掺杂?耗尽区很窄?强电场?将中性原子的价电子直接拉出共价键?产生大量电子、空穴对?反向电流增大.;PN 结的电容效应;4.2 二极管; 一、二极管的组成;点接触型; 二、二极管的伏安特性及电流方程; 1. 单向导电性; 电击穿：二极管的反向电流随外电路变化，反向电压维持在击穿电压附近---稳压管;二极管的等效电路及其应用;二极管的等效电路及其应用;交流小信号模型;一、二极管整流电路; 若稳压管的电流太小则不稳压，若稳压管的电流太大则会因功耗过大而损坏，因而稳压管电路中必需有限制稳压管电流的限流电阻！;1. 稳定电压UZ;u i ≥ E+UD(ON) ;R=510Ω。假定输入电压变化范围为18～24V， 试确定负载电流的允许变化范围。;计算 ILmax及ILmin;BJT：Bipolar Junction Transistor ——双极型晶体管 ——（晶体三极管、半导体三极管） ﹡双极型器件 两种载流子（多子、少子）;几种常见晶体管的外形 ;4.3.1 晶体管的结构及其类型;晶体管的结构;PNP;图：平面管结构剖面图;4.3.2 晶体管的电流分配与放大作用 （以NPN管为例）;NPN型晶体管的电流关系 ;外加偏置电压要求;二、电流分配关系;晶体管是流控元件;共射极直流电流放大系数;4.3.3 晶体管的特性曲线;下面以共射极电路为测试电路;4.3.3.1 共射极输入特性曲线;;4.3.3.2 共射极输出特性曲线;;;; 共射输出特性曲线;一、放大区;2、uCE 变化时, iC 影响很小（恒流特性）;二、饱和区;I;饱和压降UCE(sat)： 饱和时，集电极和发射极之间的电压 UCE(sat) = 0.3V （小功率Si管） ； UCE(sat) = 0.1V （小功率Ge管） 。;三、截止区;;4.3.4 晶体管的主要参数;作业：4.15 现测得放大电路中两只管子两个电极的电流如图4.15所示。分别求另一电极的电流，标出其方向，并在圆圈中画出管子，且分别求出它们的电流放大系数β。;作业：4.16 测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图4.16所示。在圆圈中画出管子，并说明它们是硅管还是锗管。;作业：4.17 电路如图所示，晶体管导通时