第4章4.1半导体基本知识.ppt

例如： 　图示的电路中，已知：ui=30sinωtV，二极管的正向压降可忽略不计，试分别画出输出电压u0的波形。 　正向导通区 ： 　当外加正向电压＞死区电压时，二极管变为导通； U(V) 0.4 0 0.8 -50 -25 I (mA) 20 40 60 (?A) 40 20 导通区 　电流将急剧增加（指数关系），而二极管的电压却几乎不变，此时，二极管的电压称为正向导通压降。 硅管：0.6~0.7V；锗管：0.2~0.3V。 　反向截止区 ： 　在二极管上加反向电压时，少数载流子的漂移运动形成很小的反向电流。 U(V) 0.4 0 0.8 -50 -25 I (mA) 20 40 60 (?A) 40 20 反向 截止区 　反向饱和电流： 随温度的上升增长很快； 　在反向电压不超过某一范围，反向电流的大小基本恒定。 反向击穿区 ： 　击穿发生在空间电荷区。 U(V) 0.4 0 0.8 -50 -25 I (mA) 20 40 60 (?A) 40 20 反向 击穿区 击穿的原因 ： 　雪崩式电离：处于强电场中的载流子获得足够大的能量碰撞晶格而将价电子碰撞出来，产生电子空穴对，形成连锁反应； 　临界电压称反向击穿电压。 　另一原因：强电场直接将共价键中的价电于拉出来，产生电子空穴对，形成较大的反向电流。 U(V) 0.4 0 0.8 -50 -25 I (mA) 20 40 60 (?A) 40 20 反向 击穿电压 理想二极管： 　正向压降为0； 　反向电流为0。 三、主要参数 1、最大整流电流ICM 　整流是二极管重要应用之一。 　指二极管长时间使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。 2、最高反向电压URM 　保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是反向击穿电压的一半或三分之二。 3、最大反向电流IRM 　加最高反向工作电压时的反向电流值，受温度的影响很大。 　反向电流越小，二极管的单向导电性能越好； 　硅管的反向电流较小，一般在几个微安以下； 　锗管的反向电流较大为硅管的几十到几百倍。 4、此外 　最高工作频率、结电容值、工作温度、微变电阻等。 四、应用 　应用范围很广，主要都是利用它的单向导电性。 　可用于整流、检波、元件保护以及在脉冲与数字电路中作为开关元件。 R D R + - ui u0 u0 D + - ui + - + - R + - ui u0 D + - D R u0 + - ui + - 　例2：在图中，求输出端F的电位UF=?。 解： A 3V B 0V F -12V 　因为A端电位比B端电位高，所以，DA优先导通。 　设二极管的正向压降是0.3V，则：UF=2.7V。DA起钳位作用。 　DB上加的是反向电压，截止，起隔离作用。 五、特殊二极管 1、稳压管 　结构：是一种用特殊工艺制成的面接触型硅二极管； 　作用：稳压； 　工作原理 ：工作在反向击穿区，为电击穿； 　稳压的符号与稳压电路 ： R是限流电阻 RL是负载电阻 　伏安特性：反向击穿特性比普通二极管的要陡些。 　主要参数 ： 　稳定电压UZ――稳压管在正常工作时管子两端的电压。 　其数值具有分散性，这也是很多半导体器件的共性，易受温度影响；须采用措施改进。 　此外，还有：稳定电流IZ 、电压温度系数αZ 、动态电阻rZ 、最大允许耗散功率PZM 等。 2、光敏二极管 　利用半导体的光敏特性制成； 　当光线辐射于PN结时，它的反向电流随光照强度的增加而增强，又称：光电二极管。 　符号： 　可以用来做为光控元件，如：流水线计件。 3、发光二极管 　用砷化镓、磷化镓等制成，通以电流将会发出光来－－电子和空穴复合而发出，不同的物质，不同的颜色。 　符号： 　死区电压比普通二极管高。发光二极管常用来做显示器件。 4、变容二极管 　PN结反向偏置时结电容随反向电压变化而有较大的变化。 　常作为调谐电容使用－－改变其反向电压以调节LC谐振回路的振荡频率。 　作业：P199　4.5 4.1半导体器件 半导体基本知识 半导体二极管 半导体三极管 场效应管 　半导体三极管是最重要的一种半导体器件。广泛应用于各种电子电路中。 　具有放大和开关作用，由两种载流子导电，又称双极型三极管。 一、基本结构 　平面型和合金型两种： C N型硅 P型 N型 二氧化硅保护膜 B E 平面型结构 N型锗 铟球 铟球 P型 P型 C E B 合金型结构 平面型都是硅管 合金型主要是锗管 N N P 　都具有NPN或PNP的三层两结的结构，因而又有NPN和PNP两类晶体管。 发射区 集电区 发射结 集电结 基区 C B E B E C P P N 发射区 集电区 发射结 集电结 基区 C B E