第十章 半导体器件 概论.ppt

主要参考书 二极管的应用 主要是利用它的单向导电性，包括整流、限幅、保护等。 含二极管电路分析方法： 先假设它导通（看作短路）或截止（看作开路），然后再按已学电路分析方法分析，若分析结果（二极管两端电压与电流）与原假设（导通或截止）的条件（正偏、零偏或反偏）矛盾，则再做相反假设，重新分析。 二极管的其他应用： 限幅、续流、钳位（见教材P7～9，自学） 练习与思考：1.1.1、1.2.1、1.5.1作业：作业集题目：1.1、1.2、1.3、1.4 （交作业要求：全部都交，下周的本节课前交。 ）课后看书： 第1章除1.4节以外的所有内容  §1.4 半导体三极管（简称晶体管） ——电子技术最核心的基本元件 作用： （电流）放大 1.二极管部分： 从二极管的主要用途出发了解其单向导电的机理，在电子电路中它主要用作开关，由此出发，弄清为何它能单向导电？为使其有良好的开关作用，应具备何种工作条件？结合它的外特性去理解。 晶体三极管内容完（自学2.1.5复合晶体管） IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 3 6 9 12 IB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 此区域中 : IB=0,IC=ICEO,UBE 死区电压，称为截止区。 3、主要参数 前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共集接法。 共射直流电流放大倍数： （1）电流放大倍数和 ? 工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为?IB，相应的集电极电流变化为?IC，则交流电流放大倍数为： 例：UCE=6V时：IB=40?A IC=1.5mA IB=60?A IC=2.3mA 在以后的计算中，一般作近似处理：? = （2）集-基极反向截止电流ICBO ?A ICBO ICBO是集电结反偏由少子的漂移形成的反向电流，受温度的变化影响。 （3）集-射极反向截止电流ICEO（穿透电流） ?A ICEO ICEO≈（1＋ ?） ICBO （4）集电极最大电流ICM 集电极电流 IC 上升会导致三极管的? 值的下降，当? 值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM。 所以集电极电流应为：IC= ? IB+ICEO 而ICEO受温度影响很大，当温度上升时，ICEO增加很快，所以IC也相应增加。三极管的温度特性较差。 （5）集-射极反向击穿电压 当集---射极之间的电压UCE超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25?C、基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。 （6）集电极最大允许功耗PCM 集电极电流IC流过三极管，所发出的焦耳热为： PC=ICUCE 必定导致结温上升，所以PC有限制。 PC?PCM IC UCE ICUCE=PCM ICM U(BR)CEO 安全工作区 （SOA） 输出特性三个区域的特点: 放大区：发射结正偏，集电结反偏。 即： IC=?IB , 且 ?IC = ? ? IB (2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。 即： ︱UBE ︱≥ ︱ UCE ︱ ， ?IBIC，UCE?0 (3) 截止区： ︱UBE︱ 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO ?0 例： ?=50， USC =12V， RB =70k?， RC =6k? 当USB = -2V、2V、5V时， 晶体管的静态工作点Q位 于哪个区？ 当USB =-2V时： IB=0 ， IC=0 Q位于截止区 IC UCE IB USC RB USB C B E RC UBE ＋ － ＋ － USB =2V时： USC=UCE+ICRC UCE=6.3V Q处于放大区 IC UCE IB USC RB USB C B E RC UBE ＋ － ＋ － PN结反向偏置 － － － － + + + + 内电场 外电场 变厚 N P + _ 内电场被被加强，多子的扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有限，只能形成较小的反向电流。 1.2.3 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。 引线 外壳 触丝线 基片 点接触型 一般为锗管，适于高频、小功率。 PN结 面接触型 一般为硅管，适于低频、中、大功率。 P N (2)、伏安特性 反向击穿电压U(BR) U I mA μA 反向电流特点： 1 随温度上升而快速增长 2 UU(BR)时其值基本不变 死区电压：硅管0.6V,锗管0.1～0.2V。 导通压降: 硅管0.6~0.8V,锗管0.2~0.3V。 (3)、主要参