第七章_半导体器件修改.doc

下篇: 电子技术 第七章 半导体器件 7．1基本要求 （1）掌握PN结的单向导电性。 （2）熟悉二极管、稳压管、三极管、场效应管的基本结构、特性曲线和主要参数。 （3）学会分析整流及滤波电路，并对其进行简单的计算。 （4）掌握晶体三极管的电流分配和放大作用。 7．2基本内容 7.2.1 PN结与二极管 P型半导体和N型半导体的结合形成PN结。 PN结的主要性质——单向导电性：一个PN结外加正向电压时，呈现很小的正向电阻，有较大的正向电流；当加反向电压时，呈现很大的反向电阻，只有很小的反向饱和电流。 二极管就是利用一个PN结，加上外壳，引出两个电极而制成的，它具有单向导电性。 理想二极管：导通时，正向压降UD=0，正向电阻近似为零，相当于一个开关闭合的状态；截止时，反向电流IR=0，反向电阻为无穷大，相当于一个开关关断的状态。 实际二极管：正向电压超过二极管的死区电压（硅：0.5V；锗：0.1V），二极管才能导通。一旦导通，二极管有一定正向电压降（硅：0.6~0.7V；锗：0.2~0.3V）。二极管反向截止，反向电流IR≠0。 主要参数：最大整流电流、反向工作峰值电压。 7.2.2．整流电路 整流就是利用二极管单向导电特性，将交流电转变为直流电的过程。整流二极管可视为理想二极管。在分析整流电路时，应抓住“二极管在正向电压作用下导通，而在反向电压作用下截止”这个基本点，并且弄清楚在交流正半周和负半周期间电流的通路方向，从而确定负载电压的+、-极性。整流电路以桥式电路用的最多。 表7-1 电路形式 输入交流电压（有效值） 负载电压平均值UO 流过二极管电流的平均值ID 二极管承受的最大反向电压URM 单相半波整流电路 U2 0.45 U2 （RL–负载电阻） 单相桥式全波整流电路 U2 0.9 U2 7.2.3．滤波电路 滤波电路的作用是尽量降低直流电压中的脉动成分，同时尽量保留其中的直流成分，使输出电压的波更加平滑。 常用的滤波电路有：电容滤波电路、电感滤波电路、复式滤波电路。表7-2所示为接有滤波电容器时的数据。 表7-2 电路形式 输入交流电压（有效值） 空载时输出电压UO 负载时输出电压UO（估计值） 流过二极管电流的平均值ID 二极管承受的最大反向电压URM 半波整流电容滤波 U2 U2 2 全波整流电容滤波 2 U2 1.2 U2 桥式整流电容滤波 U2 1.2 U2 7.2.4．稳压管及稳压管稳压电路 稳压管是具有稳压特性的特殊二极管。稳压管工作在反向击穿区有稳压作用，稳压管的正常工作需具备三个条件：（1）稳压管两端需加反向电压；（2）在电路中必须接有限流电阻，使其电流不超过；（3）限流电阻前的外加电压应大于它的稳定电压。 稳压管稳压电路能在电网电压或负载电流波动时自动维持输出电压的稳定。稳压管要与负载并联，适当选择串联限流电阻，使稳压管工作在击穿区，利用稳压管端电压的微小变化而能引起电流的较大变化，并通过限流电阻调整了电压，以维持输出电压的稳定。 7.2.5．三极管 按内部结构三极管有两种类型：NPN型和PNP型。计算中，一般可认为：。 根据三极管的输出特性曲线，分为三个区： （1）饱和区：，发射结正向偏置，集电结亦正向偏置，处于饱和状态。 （2）截止区：，三极管没有放大能力。 （3）放大区：与成正比，即，三极管起放大作用。 7.2.6．场效应晶体管 场效应晶体管有两种类型：结型场效应管和绝缘栅场效应管。场效应管的栅极对应于三极管的基极，源极对应于发射极，漏极对应于集电极。与三极管相比，场效应管具有输入电阻高、噪声低的特点，因而获得广泛的应用。 7．3重点与难点 7.3.1．半导体二极管的应用 （1）整流电路：利用二极管单向导电特性，将交流电转变为直流电。 （2）限幅电路：将输出电压限制在某一特定幅值，有单向限幅和双向限幅两种。 （3）钳位电路：将输出电压的幅值限制在某一预定电位。 （4）检波电路：将高频交流信号变成单方向脉动信号。 （5）稳压二极管可实现简单稳压、电路削波等。 二极管和稳压管的具体应用在以后的习题及相关的部分章节中都有所体现，学生应通过更多练习，深入理解并掌握二极管和稳压管的具体应用。 7.3.2．三极管的放大作用 从三极管的结构看，由NPN和PNP两种类型。但是，无论哪一种类型，管子内部都有三个区、两个PN结，并引出三个电极。三个区——发射区、基区和集电区；两个PN结——发射结和集电结；三个电极——发射极e、基极b和集电极c。 为了实现放大作用，三极管的内部结构和外部所加电源的极性必须满足一定的条件： 内部结构条件——发射区高掺杂，其中多数载流子浓度很高；基区很薄，且低掺杂，则基区中多子的浓度很低。 外部条件——外加电源极性应使发射结正向偏置，集电