C第1章 半导体器件1.ppt

第一章 半导体器件 1.1 概述 1.2 半导体二极管进入 1.3 晶体三极管进入 1.4 绝缘栅场效应管进入 1.1 概述 绪 1.1.1 本征半导体进入 1.1.2 杂质半导体进入 1.1.3 PN结及其导电性能进入 1.1.3 PN结及其导电性能 一、PN结进入 二、 PN结的单向导电性进入 — 基区 — 发射区 — 集电区 NPN型 E C B P P N E B C E C B PNP型 1.3.1 三极管的结构、符号和特点 N N P 发射极E 基极B 集电极C 发射结 集电结 结构特点： ? 基区很薄，且掺杂浓度很低； 发射区的掺杂浓度最高； 集电区面积最大。 三极管的分类： 三极管的种类很多,按其结构类型分为NPN管和PNP管;按其制作材料分为硅管和锗管;按工作频率分为高频管和低频管;按功率大小分为大功率管和小功率管;按封装形式分为塑封和金属封。 三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电，故称为双极型三极管。 半导体器件 命名方法 1.3.2 三极管的电流分配与放大 三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子的运动体现出来的。 实现放大的两个条件是： （1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度， 且基区很薄。 （2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。 一、三种基本连接方式 二. 三极管共射极放大电路的电流分配 IE=IB+ IC NPN和PNP三极管共射放大电路的直流电源接法 由实验测得 △IE=△IC+△IB 三极管的电流分配关系符合节点电流定律 三极管内部载流子运动 输入 回路 输出 回路 RC VCC iB IE RB + uBE ? +uCE ? VBB C E B iC + ? + ? + ? 三、三极管的电流放大 通过实验测得：ICIB，很小的输入回路电流（IB）使电路获得了较大的输出回路电流（IC），这是三极管的直流电流放大作用。 而△IE=△IC+△IB，其中△IC△IB，说明基极很小的电流变化能引起集电极电流较大的变化，这就是三极管的交流电流放大作用。三极管的放大特性是其内部载流子运动的结果。 (2) 当UCE≥1V时， 特性曲线右移。 (1) 当UCE=0V时，相当于发射结的正向 伏安特性曲线。 1.3.3 三极管共射极电路的伏安特性 iB=f(uBE)?UCE=常数 1. 输入特性曲线 共射极放大电路 输入特性 输入回路 VCC RC iC iB IE RB + uBE ? + uCE ? VBB C E B + ? + - V μA ①死区 ②正向导通区 1. 输入特性曲线 1.3.3 三极管共射极电路的特性曲线 三极管的输入特性曲线是非线性的，可分为死区和正向导通区，当管子正向导通时，发射结压降变化不大，对于硅管约为0.6~0.8V，对于锗管约为0.2~0.3V。工程上发射结导通时常取UBE为常数：硅管UBE≈0.7V，锗管UBE≈0.2V。 饱和区：条件：发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。特点：iC随uCE的增加而增加，这时uCE很小，用UCES表示，小功率硅管UCES≈0.3V≈0，三极管相当于开关”闭合” iC=f(uCE)? IB=常数 2. 输出特性曲线 输出特性曲线的三个区域: 1.3.3 三极管共射极电路的特性曲线 截止区：条件： 发射结反偏，集电结反偏。特点：各极电流约等于0，相当于开关“关断”。 放大区：条件:发射结正偏，集电结反偏。特点： iC=βiB，iC受iB控制，具有电流放大作用；即iB一定时，iC与uCE几乎无关，具有恒流特性。 三极管输出特性测试 输出 回路 RC IE iC VCC iB RB + uBE ? + uCE ? VBB C E B + ? + ? + ? 三极管开关特性 Rb ib ic Rc Vcc + - uI uO + - 三极管开关电路 三极管截止，ib = 0, ic≈ 0, 三极管c~e之间如同开关断开。等效电路如图所示。 uo= Vcc + - uI ＜0.5V Rb Rc Vcc uO + - 截止状态 c b e 三极管开关特性 Rb ib ic Rc Vcc + - uI uO + - 三极管开关电路 三极管饱和，饱和压降UCES≤0.3V此时，c~e间相当于开关闭合。等效电路如图所示。 三极管作为开关工作在截止或饱和状态，开关的状态转换是需要时间的。 * * 电子技术基础课程是一门技术基础课，它具有很强的理论性 和实践性。其任务