《極管三極管》PPT課件

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1、半導(dǎo)體器件1半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)，P型硅，N型硅2PN結(jié)及半導(dǎo)體二極管3特殊二極管4半導(dǎo)體三極管5場(chǎng)效應(yīng)管1.1本征半導(dǎo)體現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們的最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè)。Si硅原子Ge鍺原子§1半導(dǎo)體的基本知識(shí)化學(xué)元素周期表通過一定的工藝過程，可以將半導(dǎo)體制成晶體。完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體，稱為本征半導(dǎo)體。在硅和鍺晶體中，每個(gè)原子與其相臨的原子之間形成共價(jià)鍵，共用一對(duì)價(jià)電子。硅和鍺的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵共用電子對(duì)+4+4+4+4+4表示除去價(jià)電子后的原子共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱為束縛電子，常溫下束縛電子很難脫

2、離共價(jià)鍵成為自由電子，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。形成共價(jià)鍵后，每個(gè)原子的最外層電子是八個(gè)，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。+4+4+4+41.2雜質(zhì)半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。載流子：電子，空穴N型半導(dǎo)體（主要載流子為電子，電子半導(dǎo)體）P型半導(dǎo)體（主要載流子為空穴，空穴半導(dǎo)體）N型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量的五價(jià)元素磷（或銻），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，磷原子的最外層有五個(gè)價(jià)電子，其中

3、四個(gè)與相臨的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵，必定多出一個(gè)電子，這個(gè)電子幾乎不受束縛，很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子就成了不能移動(dòng)的帶正電的離子。每個(gè)磷原子給出一個(gè)電子，稱為施主原子。硅或鍺+少量磷?N型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體多余電子磷原子硅原子+N型硅表示SiPSiSiP型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量的三價(jià)元素，如硼（或銦），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，硼原子的最外層有三個(gè)價(jià)電子，與相臨的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)空穴。這個(gè)空穴可能吸引束縛電子來填補(bǔ)，使得硼原子成為不能移動(dòng)的帶負(fù)電的離子。由于硼原子接受電子，所以稱為受主原子。硅或鍺+少量硼?P型

4、半導(dǎo)體空穴P型半導(dǎo)體硼原子P型硅表示SiSiSiB硅原子空穴被認(rèn)為帶一個(gè)單位的正電荷，并且可以移動(dòng)雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++N型半導(dǎo)體2.1PN結(jié)的形成在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體，經(jīng)過載流子的擴(kuò)散，在它們的交界面處就形成了PN結(jié)?！?PN結(jié)及半導(dǎo)體二極管P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間

5、電荷區(qū)越寬。內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，就使漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄?？臻g電荷區(qū)，也稱耗盡層。在半導(dǎo)體中由于濃度差別，多數(shù)載流子（多子）從濃度高向濃度低的區(qū)域移動(dòng)，稱擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)；形成擴(kuò)散電流。少數(shù)載流子（少子）在內(nèi)電場(chǎng)作用下，有規(guī)則的運(yùn)動(dòng)稱為漂移運(yùn)動(dòng)；形成漂移電流。漂移運(yùn)動(dòng)P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E所以擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到平衡，相當(dāng)于兩個(gè)區(qū)之間沒有電荷運(yùn)動(dòng)，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++

6、++++++++++++++++++空間電荷區(qū)N型區(qū)P型區(qū)電位VV01.空間電荷區(qū)中沒有載流子。2.空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)阻礙P區(qū)中的空穴，N區(qū)中的電子（都是多子）向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)（擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)）。3.P區(qū)中的電子和N區(qū)中的空穴（都是少子），數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。（漂移運(yùn)動(dòng)）注意:一、PN結(jié)正向偏置內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)－－－－++++REPN+_內(nèi)電場(chǎng)被削弱，擴(kuò)散?飄移，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)能夠形成較大的擴(kuò)散電流(正向電流）。2.PN結(jié)的單向?qū)щ娦钥臻g電荷區(qū)變薄正向電流PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)PN結(jié)正向偏置的意思是：P區(qū)加正、N區(qū)加負(fù)電壓。只允許一個(gè)方向的電流通過。形成正向

7、電流，稱正向?qū)ā６?、PN結(jié)反向偏置－－－－++++內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)NP+_內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)，多子的擴(kuò)散受抑制。少子漂移加強(qiáng)，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的反向電流。RE空間電荷區(qū)變厚PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)反向電流PN結(jié)反向偏置的意思是：P區(qū)加負(fù)、N區(qū)加正電壓。反向電流極小，稱反向截止。2.3半導(dǎo)體二極管(1)基本結(jié)構(gòu)PN結(jié)加上管殼和引線，就成為半導(dǎo)體二極管。PNPN符號(hào)陽(yáng)極陰極(2)伏安特性UI導(dǎo)通壓降:硅管0.6~0.7V,鍺管0.2~0.3V。反向擊穿電壓U(BR)死區(qū)電壓硅管0.5V,鍺管0.2V。UIE+-反向漏電流（很小，?A級(jí)）二極管主要參數(shù)最大整流電

8、流：最大正向平均電流IOm；最大反向電壓：最高反向工作電壓URm；最大反向電流：