第9章 半导体器件.ppt

第二部1章 半导体二极管和三极管 第1章 半导体二极管和三极管 § 1.1 半导体的基本知识 § 1.2 PN 结与二极管 § 1.3半导体三极管 § 1.4场效应管 教学要求： 半导体的三个特性 在加热或光照加强时，半导体的阻值显著下降，导电能力增强类似于导体。 半导体具有热敏特性和光敏特性是由半导体的内部结构（图1-1）所决定的。 半导体的三个特性 往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变(可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。 1.1.1　本征半导体 纯净的半导体晶体称为本征半导体 2.本征半导体的导电机理 1.载流子、自由电子、空穴 　　　 载流子：运载电荷的微粒． 　　　在绝对温度T=0K（开尔文）和没有外界激发的前提下，本征半导体内的价电子全部被束缚在共价键中，不能自由运动，被称为束缚电子，不能参与导电。 1.1.2 杂质半导体 　半导体的导电能力取决于载流子的数目，本征半导体受热激发只产生少量电子空穴对，载流子浓度很低，外加电场作用，电流极其微弱； 　若在本征半导体中掺入微量杂质，则导电性能大为改观，掺入百万分之一的杂质，载流子浓度增加1百万倍。 　N型半导体：在纯净半导体中掺入微量的五价元素（如磷）后形成． 　P型半导体：在纯净半导体中掺入微量的三价元素（如硼）后形成。 P 型半导体与N型半导体区别 §1.2 PN结与二极管 1. PN结的形成 二极管导通电路 2.死区电压 硅管0.5V，锗管0.1V 主要参数 1.最大整流电流IOM 二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流，超过IOM二极管的PN结将过热而烧断。 2. 反向击穿电压UBR 二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。 3.最大反向饱和电流IRM 这个电流愈小二极管的单向导电性愈好。温升时， IRM增大。 限幅电路 限幅电路是限制输出信号幅度的电路。 检波电路 　检波电路是把信号从已调波中检出来的电路。 因为要求输出电压U0=4.7V，也就是说选用稳压二极管的稳压值为Uz=4.7V。假设从器件手册中查到该管的稳定电流 Iz =10mA ，则 发光二极管、光电二极管、光电耦合器 1.发光二极管：有正向电流流过时，发出一定波长范围的光。 2.光电二极管：光照增强时，外加反偏压作用下，反向电流增加。 3.光电耦合器：如果把发光二极管和光电二极管组合构成二极管型光电耦合器件。 1.3.3　特性曲线（共射连接） 1.输入特性曲线 （2）穿透电流ICEO （3）集电极最大允许电流ICM （4）集电极最大允许耗散功率PCM　　　 (5)反向击穿电压U(BR)CEO 1.3.5 三极管的微变等效电路 1.分析的前提：小信号 在小信号的作用下，工作在恒流区的三极管可以用一个如图（a）线性有源两端口网络来等效 ． 稳压二极管的参数 （4）稳定电流IZ、最大、最小稳定电流Izmax、Izmin （2）电压温度系数?U（%/℃） （3）动态电阻 （1）稳定电压 UZ: 分散性 （5）最大允许功耗 [例1-4] 设计一个稳压二极管的稳压电路。已知输入电压 ，要求负载流 ，输出电压 。 解 图1-16是一个简单的利用稳压二极管实现的稳压电路。 因此，可以取标称值为 的电阻。图示电路可以获得稳压值为 的输出。 §1.3 半导体三极管 　三极管在模拟电子电路中其主要作用是构成放大电路 ★三极管的结构 结构： 三个区、 二个结、 三个极。 发射结 集电结 B E C 发射极 基极 集电极 NPN型 N N P NPN型 １半导体三极管的类型 NPN（硅管多，3D系列） PNP（锗管多，3A系列） B E C IB IE IC B E C IB IE IC 注意：三极管的符号短粗线代表基极,发射极的箭头方向,即发射极电流的实际方向。 ２电流分配和放大原理 三极管放大条件：发射结正偏，集电结反偏。 1.发射区发射电子形成IE 2.基区复合电子形成IB 3.集电区收集电子形成IC IE＝IB＋IC ； IC＝βIB IE＝IB＋IC＝IB＋βIB＝(1＋β)IB 三极管的电流放大作用的实质是以很小的IB控制较大的IC IB(?A) UBE(V) 20 40 60 80 0.4 0.8 UCE ?1V UCE=0V UCE =0.5V 输入特性曲线—— iB=f