第4章半导体二极管、三极管及场效应管.ppt

一 半导体 （一）半导体基本知识 1.导体、绝缘体、半导体： 物质导电能力的强弱——可用电阻率（ρ）表示 ①导体：导电能力强的物质（ρ10-3Ω*cm） 利用自由电子导电 ②绝缘体：导电能力弱的物质（ρ 106Ω*cm） ③半导体：常温下(27℃)导电能力居于导体及绝缘体之间的物质 如，纯硅（Si）、纯锗(Ge) 。 （二）半导体的晶体结构 制作半导体件最常用的材料：硅（Si）、锗（Ge） ①晶体：原子按一定规律整齐排列的物质 单晶体：原子与原子之间通过共价键连接起来 （一）本征半导体：纯净的单晶结构的半导体 受惯性核束缚的价电子在绝对温度零度(0°K)即-273℃之下 →本征半导体硅（锗）的全部价电子?都为束缚电子 ?与理想绝缘体一样不能导电。 自由电子： 价电子获得足够的能量挣脱惯性核的束缚(温度0 ° K时) 带负电荷的物质——又称电子载流，这是由热激发而来的 空穴： 价电子成为自由电子时,原共价键留下了一个空位 ——带正电荷的物质，即空穴载流子。 （二）、二极管正向压降等效电路 uD iD UD(on) uD = UD(on) 0.7 V (Si) 0.2 V (Ge) （三）二极管电路的分析方法 构成的桥式整流电路在ui = 15sin?t (V) 作用下输出 uO 的波形。 (按理想模型) O t ui / V 15 RL D1 D4 D2 D3 ui B A uO O t uO/ V 15 3. 参数估算 1) 整流输出电压平均值 2) 二极管平均电流 3) 二极管最大反向压 ?t o ?t o ?t o ?t o ? 2? 3? ? 2? 3? Im ? ? 2? 2? 3? 3? uO u2 uD iD = iO 负载电阻RL中流过的电流iO的平均值IO为 二极管组成的限幅电路：当U》0且U》UR+UD时，二极管D导通，开关闭合，输出电压U0=UD+UR。当U《UR+UC时，二极管D截止，开关断开，输出电压 U0=U。波形图如下： 五、稳压二极管 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。 一、结构 二、特性 利用PN结的反向击穿特性实现稳压作用 稳压管反向击穿后：反向电流变化很大、反向击穿电压变化很小 主要参数 1. 稳定电压 UZ 流过规定电流时稳压管 两端的反向电压值。 2. 稳定电流 IZ 越大稳压效果越好， 小于 Imin 时不稳压。 3. 最大工作电流 IZM 最大耗散功率 PZM P ZM = UZ IZM 4. 动态电阻 rZ rZ = ?UZ / ?IZ 越小稳压效果越好。 几 ? ? 几十 ? 5. 稳定电压温度系数 CT 一般， UZ 4 V，CTV 0 (为齐纳击穿)具有负温度系数； UZ 7 V，CTV 0 (为雪崩击穿)具有正温度系数； 4 V UZ 7 V，CTV 很小。 稳压二极管在工作时应反接，并串入一只电阻。 若正向偏置可作为理想二极管正向偏置工作，当反向偏置电压小于UZ时，稳压管截止。 (c) 当UUZ时，稳压管DZ击穿稳压。流过稳压管的电流为： 。适当选择参数RZ的阻值，使流过稳压管的电流在稳压管参数——稳定电流IZ和最大电流IZM之间 U 电阻的作用一是起限流作用，以保护稳压管；其次是当输入电压或负载电流变化时，通过该电阻上电压降的变化，取出误差信号以调节稳压管的工作电流，从而起到稳压作用。 第三节　双极型晶体管 3.1 晶体管的结构和类型 3.3 晶体管的特性曲线 3.4 晶体三极管的主要参数 3.2 晶体管的电流分配关系和放大作用 3.5 温度对晶体管参数的影响 晶体三极管 一、结构、符号和分类 N N P 发射极 E 基极 B 集电极 C 发射结 集电结 — 基区 — 发射区 — 集电区 emitter base collector NPN 型 P P N E B C PNP 型 E C B E C B 分类： 按材料分： 硅管、锗管 按功率分： 小功率管 500 mW 按结构分： NPN、 PNP 按使用频率分： 低频管、高频管 大功率管 1 W 中功率管 0.5 ?1 W 二、晶体管电流分配关系和放大作用 三极管放大的条件 内部 条件 发射区掺杂浓度高于集电区，集电区掺杂浓度高于