六 半导体基本器件.ppt

半导体器件基础; 物体根据导电能力的强弱可分为导体、半导体和绝缘体三大类。凡容易导电的物质（如金、银、铜、铝、铁等金属物质）称为导体；不容易导电的物质（如玻璃、橡胶、塑料、陶瓷等）称为绝缘体；导电能力介于导体和绝缘体之间的物质（如硅、锗、硒等）称为半导体。半导体之所以得到广泛的应用，是因为它具有热敏性、光敏性、掺杂性等特殊性能。 ;1 半导体的基本知识; 本征半导体的结构——共价键结构：; 这一现象称为本征激发，也称热激发。;可见，本征激发同时产生电子空穴对。而且外加能量越高（温度越高，光照越强），产生的电子空穴对浓度越高。;自由电子—带负电荷—逆电场运动:电子流;1.2.杂质半导体;N型半导体; 在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓、铟、铝等，使空穴浓度大大增加，称为P型或空穴型半导体。;杂质半导体的示意图;内电场E; 动画演示;PN结的单向导电性;(2) 加反向电压——电源正极接N区，负极接P区 ;(2) 加反向电压——电源正极接N区，负极接P区 ; 1. PN结加正向电压时，具有较大的正向扩散电流IF，呈现低电阻， PN结导通，开关闭合； 2. PN结加反向电压时，具有很小的反向漂移电流IR ，呈现高电阻， PN结截止，开关断开。 由此可以得出结论： PN结具有单向导电性。;3 半导体二极管; 二极管按其结构的不同可以分为点接触型和面接触型两类。 点接触型二极管的结构，如下图（a）所示。这类管子的PN结面积和极间电容均很小，不能承受高的反向电压和大电流，因而适用于制做高频检波和脉冲数字电路里的开关元件，以及作为小电流的整流管。; 半导体二极管的结构及符号 （c）集成电路中的平面型结构; （d）图形符号; 根据理论分析：;根据理论推导，PN结的伏安特性曲线如图;2. 二极管的伏安特性;二极管的单向导电性;三、 半导体二极管的主要参数;;电路如图，求：UAB;ui 8V，二极管导通，可看作短路 uo = 8V ui 8V，二极管截止，可看作开路 uo = ui;当稳压二极管工作在反向击穿状态下,工作电流IZ在Izmax和Izmin之间变化时,其两端电压近似为常数; 2. 稳压管的主要参数; 3、稳压管应用; 5 半导体三极管;晶体管的结构示意图和表示符号;基区：最薄， 掺杂浓度最低;三极管电路的三种组态 （a）共发射极接法;（b）共基极接法（c）共集电极接法;二、 电流分配和放大原理;+ UBE ? ;晶体管电流放大的实验电路;晶体管电流测量数据;三、 特性曲线;　发射极是输入回路、输出回路的公共端 ;1. 输入特性;2. 输出特性;2. 输出特性;;; 四、主要参数;例：在UCE= 6 V时， 在 Q1 点IB=40?A, IC=1.5mA； 在 Q2 点IB=60 ?A, IC=2.3mA。;2.集-基极反向截止电流 ICBO;4.集电极最大允许电流 ICM;;只有一种载流子参与导电，且利用电场效应来控制电流的三极管，称为场效应管，也称单极型三极管。;1、结构和符号;1)栅-源电压uGS对导电沟道宽度的控制作用;2)漏-源电压UDS对漏极电流ID的影响;g-s电压控制d-s间等效电阻;;2)转移特性曲线： iD=f（ uGS ）│uDS=常量; 由金属、氧化物和半导体制成，称为金属-氧化物-半导体场效应管，或简称 MOS 管。;1、增强型MOS管符号和结构（N沟道为例）;iD随uDS的增大而增大;2、耗尽型MOS管符号和结构（N沟道为例）;3、MOS管的特性曲线;夹断电压;(一)、直流参数;(二)、交流参数;(三)、极限参数;四.双极型和场效应型三极管的比较