新14章(半导体开关器件)1.ppt

二、特性 三个极也有一个组态方式。 通常G与S构成输入端。D与S构成输出端 G S D uGS uDS G与导电沟道绝缘 G与S绝缘 iG iG = 0 输入端不导通，不必讨论 * 齐纳击穿原理： 当半导体中的电场强度足够大时，它可以把电子从共价键中拉出来，产生电子空穴队。由于这时载流子突然增多，所以出现击穿现象。 空间电荷区薄 稳压管 4V以下为齐纳击穿 雪崩击穿原理： 当半导体中的电场强度足够大时，载流子所获得的能量也要比以前大，于是有可能和晶体结构中的外层电子碰撞使其脱离原子的束缚，被撞出来的载流子在得到一部分能量之后，又可以去碰撞其它的外层电子，这种连锁反应就造成了载流子的突然剧增的现象。 空间电荷区厚 稳压管 7V以上为雪崩击穿 第14章 半导体开关器件及应用 §14.1 半导体知识和PN结 §14.2 半导体二极管 §14.3 晶体三极管 §14.4 场效应晶体管 §14.5 光电器件 §14.6 二极管整流、限幅、稳压、检波电路 §14.7 斩波电路 §14.8 逆变电路 §14.1 半导体知识和PN结 一、本征半导体 指纯单晶，理想化的。 A、纯 B、单晶 只有一种元素，没有杂质的东西（材料）常用Si 溶化后结晶，晶体的形状结构相同。 特征： 辐射方法 加热 本征半导体导电性能比金属导体差很多。但它具有热敏、 光敏的特性。 如何导电？ 强能量的量子撞击共价键 光照是一般采用的方法。 分子振动 破坏结构 电子掉下来，引起自由电子——空穴 二、杂质半导体 在纯单晶半导体(本征半导体)的基础上，加入微量元素 +14 加入五价元素：如磷、砷 有一个电子变成自由电子。 N型半导体——多余电子 加入三价元素：硼、铝 P型半导体——多余空穴 对应出现多余的空穴。 三、平衡的PN结 扩散——多数载流子运动 漂移——少数载流子运动 动态平衡 P N 四、PN结的电路特征 1 单向导电性 2 电容效应 薄—“放电” 厚—“充电” 非线性电容 PN结导通 PN结截止 § 14.2 半导体二极管(di ode) 一、基本结构 具有两个电极的器件 “断” “通” 阳极A 阴极K anode cathode 二极管可用 “CRT” 表示 D 阴极 ray(发射) tube (管) U / V I / mA 0 二、伏安特性 UF _ + _ + _ + _ + UB 反向击穿 雪崩击穿 齐纳击穿 U I 0 U I 0 三、二极管的技术参数 1 允许的正向电流 IFM(最大正向电流) 指管子长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。 ? 限制正向电流 2 最高反向工作电压 UDRM 如不加限制，二极管就会击穿 4 转换时间 正向导通 反向截止 转换 5 散热问题 3 最大反向电流 IRM 在 UDRM下的反向漏电流 四、二极管的应用 :整流、稳压、限位 (幅)、检波 等 US ui ωt 0 ωt 0 uo _ + US _ + ui R D _ + uo US D _ + US D + _ US 1、限位 (幅) 2、稳压 仍是一个PN 结的二极管 设计其在反向击穿下工作 稳压二极管 (齐纳二极管) Zener _ + 符号: 一、特性 0 U / V I / mA _ + UF △UZ △IZ 0 U / V I / mA UF _ + _ + UZ DZ UZ 二、稳压二极管的技术参数 1 稳定电压 U Z 指稳定工作的电压。 4 动态电阻 rZ 5 额定功率 PZ 2 稳定电流 I Z 0 U / V I / mA UF UZ IZ IZM 3 最大稳定电流 I ZM 6 电压温度系数 ? U ? U 越小越好 U I 0 UF UZ 三、简单稳压电路 1 定性分析 DZ 起到自动调节作用 UR R 起到电压补偿作用 R 起到限流(IZ)作用 2 电阻R 的选择 若R过大，稳压管不能反向击穿 ? R不能过大。 考虑 要考虑IZ的最小值 IZ的最大值IZM 考虑 三极管： 比二极管多一个结，即有两个PN结，三个引出脚 晶体管是三极管中的一种， (transistor) transfer resistor 能起传输作用的电阻性器件。 晶体管 双极结型晶体管 场效应晶体管 晶体三极管 场效应管 §14.3 晶体三极管 一、基本结构 双极结型晶体管 ( Bipolar Junction Transistor) 挡上 N P N C B E B E C (Collector) (Emitter) (Base) C B E 结构非对称 ! 收集载流子 传送和控制载流子 向基区