半导体的导电特性.ppt

上页 下页 后退 模拟电子 PN结正偏动画演示 内电场增强 PN结变宽 PN结呈现高阻、截止状态 不利多子扩散 有利少子漂移 2．PN结反向偏置 - - - - - - P N + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + R S E内 + + + + + + E 此电流称为反向饱和电流，记为IS。 因少子浓度主要与温度有关，反向电流与反向电压几乎无关。 - - - - - - P N + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + R S E内 + + + + + + E PN结反偏动画演示 14.3 半导体二极管 半导体二极管的结构和类型 平面型 点接触型 引线 触丝 外壳 N型锗片 N型硅 阳极引线 PN结 阴极引线 金锑合金 底座 铝合金小球 半导体二极管的外型和符号 正极 负极 符号 外型 负极 正极 半导体二极管的类型 (1) 按使用的半导体材料不同分为 (2) 按结构形式不同分为 硅管 锗管 点接触型 平面型 3 半导体二极管的伏安特性 硅管 0 0. 8 反向特性 正向特性 击穿特性 0 0. 8 反向特性 锗管 正向特性 uD iD (1) 近似呈现为指数曲线，即 (2) 有死区（iD≈0的区域) 1．正向特性 死区电压约为 硅管0.5 V 锗管0.1 V O iD 正向特性 击穿电压 死区电压 U(BR) 反向特性 uD (3) 导通后（即uD大于死区电压后） 管压降uD 约为 硅管0.6~0 .8 V 锗管0.2~0.3 V 通常近似取uD 硅管0.7 V 锗管0.2 V O iD 正向特性 击穿电压 死区电压 U(BR) 反向特性 uD 即 uD略有升高， iD急剧增大。 2．反向特性 IS= 硅管小于0.1微安 锗管几十到几百微安 O iD 正向特性 击穿电压 死区电压 U(BR) 反向特性 uD (1) 当 时， 。 (2) 当 时， 反向电流急剧增大， 击穿的类型 根据击穿可逆性分为 电击穿 热击穿 二极管发生反向击穿。 O iD 正向特性 击穿电压 死区电压 U(BR) 反向特性 uD 降低反向电压，二极管仍能正常工作。 PN结被烧坏，造成二极管永久性的损坏。 二极管发生反向击穿后，如果 a. 功耗PD( = |UDID| )不大 b. PN结的温度小于允许的最高结温 硅管150∽200oC 锗管75∽100oC 热击穿 电击穿 4 温度对半导体二极管特性的影响 1. 当温度上升时，死区电压、正向管压降降低。 △uD/ △T = –（2~2.5）mV/ °C 2. 温度升高，反向饱和电流增大。 即 温度每升高1°C，管压降降低（2~2.5）mV。 即 平均温度每升高10°C，反向饱和电流增大一倍。 5 半导体二极管的主要电参数 1. 额定整流电流IF 2. 反向击穿电压U(BR) 管子长期运行所允许通过的电流平均值。 二极管能承受的最高反向电压。 O iD 正向特性 击穿电压 死区电压 U(BR) 反向特性 uD 4. 反向电流IR 3. 最高允许反向工作电压UR 为了确保管子安全工作，所允许的最高反向电压。 室温下加上规定的反向电压时测得的电流。 O iD 正向特性 击穿电压 死区电压 U(BR) 反向特性 uD UR=（1/2~2/3）U(BR) 5. 正向电压降UF 6. 最高工作频率fM 指通过一定的直流测试电流时的管压降。 fM与结电容有关，当工作频率超过fM时，二极管的单向导电性变坏。 O iD 正向特性 击穿电压 死区电压 U(BR) 反向特性 uD 半导体二极管的应用 1 在整流电路中的应用 整流 —— 将交流电变成直流电的过程 整流电路 —— 完成整流功能的电路 常见的整流电路有 半波整流电路 全波整流电路 桥式整流电路 * 半导体导电机理动画演示 (1) 在半导体中有两种载流子 这就是半导体和金属导电原理的 本质区别 a. 电阻率大 (2) 本征半导体的特点 b. 导电性能随温度变化大 小结 带正电的空穴 带负电的自由电子 本征半导体不能在半导体器件中直接使用 2．掺杂半导体 在本征半导体硅或锗中掺入微量的其它适当元素后所形成的半导体 根据掺杂的不同，杂质半导体分为 N型导体 P型导体 (1) N型半导体 掺入五价杂质元素（如磷、砷）的杂质