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电子技术 前 言 8 常用半导体器件 8.1 半导体的导电特性 纯净的半导体导电能力和绝缘能力都很差，但其具有如下的特性 8.1.1 本征半导体 当构成本征半导体时，每一个原子的价电子都与邻近的四个原子的价电子组成电子对，即共价键结构，8-1-2所示如图。 在外电场（或其他外界能量）的作用下，有空穴的原子会吸引相邻原子中的价电子来填补这个空穴 2.P型半导体 注： 8.2 PN结 2.内电场的建立： 3.内电场对载流子运动的作用 4.PN结的形成： 2.外加反向电压（反偏）： ?由于反向电流是由少子形成的,反向电流很小，一般可以忽略不计 ，PN结呈高阻截止状态 8.3 半导体二极管 8.3.2 伏安特性 1.正向特性 2.反向特性 3.反向击穿特性 4.理想化处理 也可以忽略正向导通压降，即UD＝0，反向电流为零这种模型称为理想化模型，其伏安特性可简化为图8-3-5所示 2.反向击穿电压UBR 5. 正向压降UF 例8.3.1 试判断图8-3-6所示电路中二极管是导通还是截止，并求AO之间的电压。设二极管为理想二极管。 由于U12=V1-V2=12V U34=V3-V4=－3V,故D1导通，D2截止。 理想情况下D1短路处理，D2开路处理其电路如图8-3-8所示 8.3.5 基本应用 解：答案见下表 2. 限幅电路 波形如图8-3-11示，可见输出电压负半波幅度受到限制。 当ui≤-5V时， D1截止，D2导通， uo＝-5V 8-4 稳压管 8.4.2 主要参数 2 . 稳定电流Iz和最大稳定电流IZM 5.最大耗散功率PZM 解：稳压管最大稳定电流为 稳定过程如下 解： ①稳压过程如下 ②其输出电压、电流和稳压管的电流为 ④负载电阻为 8.5 半导体三极管 2 结构 图8-5-2为PNP型的结构示意图和表示符号 为使三极管具有电流放大作用，其外加电压的要求为： 8.5.2 三极管的电流放大作用 2.三极管内部的载流子运动分析 同时，基区的多子—空穴也会向发射区扩散，形成空穴电流IEP。但由于基区掺杂浓度低，空穴浓度小，很小，可忽略不计。 由于基区很薄，掺杂浓度又低，故复合的电子很少，即IBN很小，大部分电子要扩散到集电极边缘。 3.三极管中的电流关系 即 注： 4.三极管的三种连接方式－共射、共集、共基 共射极接法：输入为基极，输出取自集电极 8.5.3 三极管的特性曲线(共发射极接法） 现讨论iB和uBE之间的函数关系 (b) 当vCE↑时，特性曲线右移，且vCE≥1 的各曲线基本重合 （c）和二极管的伏安特性相似，BJT的输入特性也有一段死区。 2. 输出特性 特点： （b）起始部分即uCE1V 时曲线很陡,iC随uCE增长很快。这是由于此时集电结由正偏向反偏过渡,uCE对iC的影响很大，若uCE稍有增加，从基区到集电区的电子也增加，故iC随uCE的增加而增加。 当uCE 1V以后，曲线较平坦且稍有上翘。这是由于在uCE 1V 后，集电结电场足以把发射区注入到基区的电子绝大部分拉入集电区，故uCE再增加时，iC基本不在增加。 通常将三极管输出特性曲线分为三个区：截止区、放大区和饱和区 （2)放大区 (b) iC的大小受iB的控制，且△iC △iB、 △iC＝β△ iB ，表明了三极管的可控性和电流放大作用； (3) 饱和区 饱和电压典型值为：硅管|UCES|取0.3V，锗管|UCES|取0.1V. 3. 三极管工作状态的判定 临界饱和时的基极电流为 例8.5.1 测量三极管三个电极对地电位如图8-5-8所示，试判断三极管的工作状态。 例8.5.2 某三极管3个电极电位分别为VE＝1V，VB＝1.7V，VC＝1.2V，则问该三极管工作于哪一个区？是什么材料的管子？哪个类型的？ 例8.5.3 有两个三极管分别接在放大电路中，今测得它们管脚对地电位分别为下表所示，试判断管子的三个电极，并说明是硅管还是锗管？是NPN管还是PNP管？ 例8.5.4如图8-5-9所示电路，UBE=0.6V, β=50计算IB及开关S分别在a、b、c时IC和UCE ，并指出它们分别工作在什么区域？ 临界饱和时的基极电流为 (3)当S打在c处时 8.5.4主要参数 交流（动态）电流放大系数为 2.集－基极反向饱和电流ICBO 3.集－射极穿透电流ICEO 8.5.4.2 三极管的主要极限参数有： 3.集电极最大允许功耗PCM ?安全工作区 8-6 场效应管 8.6.1 增强型场效应管 2. 工作原理 (1)当uGS＝0时 这个电场排斥栅极附近P型衬底中的空穴，留下不能移动的负离子，形成耗尽层。同时吸引P