[物理]第1章 半导体器件.ppt

第一章　半导体器件;1.1　半导体的特性;硅原子结构;1.1.1　本征半导体 ;+4;1. 半导体中两种载流子;1.1.2　杂质半导体;+4; 本征半导体掺入 5 价元素后，原来晶体中的某些硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有 5 个价电子，其中 4 个与硅构成共价键，多余一个电子只受自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。;二、 P 型半导体;说明：;掌握;1.2　半导体二极管;一、 PN 结中载流子的运动;3. 空间电荷区产生内电场;5. 扩散与漂移的动态平衡;二、 PN 结的单向导电性;　　在 PN 结加上一个很小的正向电压，即可得到较大的正向电流，为防止电流过大，可接入电阻 R。;空间电荷区;　　综上所述： 　　当 PN 结正向偏置时，回路中将产生一个较大的正向电流， PN 结处于 导通状态；当 PN 结反向偏置时，回路中反向电流非常小，几乎等于零， PN 结处于截止状态。 　　可见， PN 结具有单向导电性。;1.2.2　二极管的伏安特性;半导体二极管的类型：;二极管的伏安特性;1. 正向特性;2. 反向特性;3. 伏安特性表达式(二极管方程);结论：;1.2.3　二极管的主要参数;5. 正向压降UF ： 在规定的正向电流（中等电流）下，二极管的压降基本恒定。硅管约为0.6-0.8V。锗管：0.2-0.3V 6. 动态电阻rD ：反映二极管正向特性曲线斜率的倒数。等于电压的变化除以电流的变化。;*1.2.4　二极管的电容效应;　　空间电荷区的正负离子数目发生变化，如同电容的放电和充电过程。;2. 扩散电容 Cd;综上所述：; 1.2.5　稳压管; 稳压管的参数主要有以下几项：;4. 电压温度系数 ?U; 2DW7 系列稳压管结构;5. 额定功耗 PZ;VDZ;练习：;二、写出图所示各电路的输出电压值，设 二极管导通电压UD＝0.7V。;三、已知稳压管的稳压值UZ＝6V，稳定电流的最小值IZmin＝5mA。求图电路中UO1和UO2各为多少伏。 ;;;1.3　双极型三极管(BJT);1.3.1　三极管的结构;平面型(NPN)三极管制作工艺;图 1.3.3　三极管结构示意图和符号　　(a)NPN 型;集电区;1.3.2　三极管的放大作用 　　　　和载流子的运动;三极管内部结构要求：;b;b;b;三个极的电流之间满足节点电流定律，即;上式中的后一项常用 ICEO 表示，ICEO 称穿透电流。;三极管的电流分配关系;IB/mA -0.001 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05;　　根据 ? 和 ? 的定义，以及三极管中三个电流的关系，可得;;一、输入特性;　　(2) UCE 0 时的输入特性曲线;二、输出特性;2. 放大区：;3. 饱和区：;;1.3.4　三极管的主要参数;1. 共射电流放大系数 ?;二、反向饱和电流;三、 极限参数;3. 极间反向击穿电压;1.3.5　PNP 型三极管; PNP 三极管电流和电压实际方向。;必须注意NPN 和PNP 的区别;例1： 电路如图所示，已知ui＝10sinωt(v)，试画出ui与uO的波形。设二极管正向导通电压可忽略不计。 ;例2. 电路如图（a）所示，其输入电压uI1和uI2的波形如图（b）所示，二极管导通电压UD＝0.7V。试画出输出电压uO的波形，并标出幅值。;解：;例3：电路如图（a）、（b）所示，稳压管的稳定电压UZ＝3V，R 的取值合适，uI的波形如图（c）所示。试分别画出uO1和uO2的波形。;; 例4：现有两只稳压管，它们的稳定电压分别为6V和8V，正向导通电压为0.7V。试问： （1）若将它们串联相接，则可得到几种稳压值？各为多少？ （2）若将它们并联相接，则又可得到几种稳压值？各为多少？ ;例5： 工作在放大区的某三极管，如果当IB从12μA增大到22μA时，IC从1mA变为2mA，那么它的β约为 。  A. 83 B. 91 C. 100;例6：已知两只晶体管的电流放大系数β分别为50和100，现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如图所示。分别求另一电极的电流，标出其实际方向，并在圆圈中画出管子。;解：;例7：测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图所示。在圆圈中画出管子，并分别说明它们是硅管还是锗管。;管号 T1 T2 T3 T4 T5 T6 上 e c e b c b 中 b b b e e e 下 c e c c b c 管型 PNP NPN NPN