常用半導(dǎo)體器件1

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1、半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體材料雜質(zhì)半導(dǎo)體半導(dǎo)體二極管雙極型三級(jí)管場(chǎng)效應(yīng)管常見結(jié)構(gòu)及伏安特性主要參數(shù)PN結(jié)等效電路本征半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)形成單向?qū)щ娦苑€(wěn)壓二極管結(jié)型放大電路絕緣柵型結(jié)構(gòu)及類型工作原理特性曲線主要參數(shù)非線性元件等效電路應(yīng)用舉例直流偏置電路靜態(tài)工作點(diǎn)小信號(hào)模型法總結(jié)與思考BJT與FET比較基礎(chǔ)知識(shí)根據(jù)物體導(dǎo)電能力(電阻率)的不同，來劃分導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。典型的半導(dǎo)體有硅Si和鍺Ge以及砷化鎵GaAs等。半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)（Si、Ge）平面結(jié)構(gòu)空間排列Exit本征半導(dǎo)體本征激發(fā):價(jià)電子獲得足夠能量而掙脫共價(jià)鍵的束縛,成為自由電子,這種激

2、發(fā)稱本征激發(fā).動(dòng)畫電子空穴對(duì)—由熱激發(fā)而產(chǎn)生的自由電子和空穴對(duì)本征半導(dǎo)體空穴的移動(dòng)—空穴的運(yùn)動(dòng)是靠相鄰共價(jià)鍵中的價(jià)電子依次充填空穴來實(shí)現(xiàn)的。動(dòng)畫Exit在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量元素作為雜質(zhì)，可使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性發(fā)生顯著變化。摻入的雜質(zhì)主要是三價(jià)或五價(jià)元素。摻入雜質(zhì)的本征半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體——摻入五價(jià)雜質(zhì)元素（如磷）的半導(dǎo)體。P型半導(dǎo)體——摻入三價(jià)雜質(zhì)元素（如硼）的半導(dǎo)體。Exit1.N型半導(dǎo)體因五價(jià)雜質(zhì)原子中只有四個(gè)價(jià)電子能與周圍四個(gè)半導(dǎo)體原子中的價(jià)電子形成共價(jià)鍵，而多余的一個(gè)價(jià)電子因無共價(jià)鍵束縛而很容易形成自

3、由電子。在N型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子，它主要由雜質(zhì)原子提供；空穴是少數(shù)載流子,由熱激發(fā)形成。提供自由電子的五價(jià)雜質(zhì)原子因帶正電荷而成為正離子，因此五價(jià)雜質(zhì)原子也稱為施主雜質(zhì)。N型半導(dǎo)體施主原子提供的多余的電子雜質(zhì)半導(dǎo)體Exit2.P型半導(dǎo)體因三價(jià)雜質(zhì)原子在與硅原子形成共價(jià)鍵，缺少一個(gè)價(jià)電子而在共價(jià)鍵中留下一個(gè)空穴。在P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，它主要由摻雜形成；自由電子是少數(shù)載流子，由熱激發(fā)形成。空穴很容易俘獲電子，使雜質(zhì)原子成為負(fù)離子。三價(jià)雜質(zhì)因而也稱為受主雜質(zhì)。動(dòng)畫P型半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體Exit摻入雜質(zhì)對(duì)本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性有很大的影響

4、，一些典型的數(shù)據(jù)如下:T=300K室溫下,本征硅的電子和空穴濃度:n=p=1.4×1010/cm31本征硅的原子濃度:4.96×1022/cm33以上三個(gè)濃度基本上依次相差106/cm3。2摻雜后N型半導(dǎo)體中的自由電子濃度:n=5×1016/cm33.雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體導(dǎo)電性的影響雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體導(dǎo)電性的影響雜質(zhì)半導(dǎo)體Exit本節(jié)中的有關(guān)概念本征半導(dǎo)體、本征激發(fā)自由電子空穴N型半導(dǎo)體、施主雜質(zhì)(5價(jià))P型半導(dǎo)體、受主雜質(zhì)(3價(jià))多數(shù)載流子、少數(shù)載流子雜質(zhì)半導(dǎo)體復(fù)合*半導(dǎo)體導(dǎo)電特點(diǎn)1：其能力容易受溫度、光照等環(huán)境因素影響溫度↑→載流子濃度↑→導(dǎo)電能力↑*半

5、導(dǎo)體導(dǎo)電特點(diǎn)2：摻雜可以顯著提高導(dǎo)電能力本節(jié)中的相關(guān)概念Exit在一塊本征半導(dǎo)體在兩側(cè)通過擴(kuò)散不同的雜質(zhì),分別形成N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。在結(jié)合面上：PN結(jié)的形成動(dòng)畫因濃度差空間電荷區(qū)形成內(nèi)電場(chǎng)?內(nèi)電場(chǎng)促使少子漂移?內(nèi)電場(chǎng)阻止多子擴(kuò)散最后,多子的擴(kuò)散和少子的漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)?由雜質(zhì)離子形成空間電荷區(qū)?對(duì)于P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合面，離子薄層形成的空間電荷區(qū)稱為PN結(jié)。在空間電荷區(qū)，由于缺少多子，所以也稱耗盡層。PN結(jié)的形成ExitPN結(jié)的單向?qū)щ娦援?dāng)外加電壓使PN結(jié)中P區(qū)的電位高于N區(qū)的電位，稱為加正向電壓，簡(jiǎn)稱正偏；反之稱為

6、加反向電壓，簡(jiǎn)稱反偏。PN結(jié)的單向?qū)щ娦?1)PN結(jié)正偏時(shí)低電阻大的正向擴(kuò)散電流伏安特性導(dǎo)電情況(2)PN結(jié)反偏時(shí)伏安特性導(dǎo)電情況高電阻很小的反向漂移電流在一定的溫度條件下，由本征激發(fā)決定的少子濃度是一定的，故少子形成的漂移電流是恒定的，基本上與所加反向電壓的大小無關(guān)，這個(gè)電流也稱為反向飽和電流。PN結(jié)正偏的伏安特性PN結(jié)反偏的伏安特性ExitPN結(jié)加正向電壓時(shí)，呈現(xiàn)低電阻，具有較大的正向擴(kuò)散電流；PN結(jié)加反向電壓時(shí)，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電流。由此可以得出結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。PN結(jié)的單向?qū)щ娦訣xit半導(dǎo)體二極管的常見結(jié)構(gòu)在P

7、N結(jié)上加上引線和封裝，就成為一個(gè)二極管。二極管按結(jié)構(gòu)分有點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型三大類。(1)點(diǎn)接觸型結(jié)構(gòu)示意圖1二極管的常見結(jié)構(gòu)及伏安特性(2)面接觸型(3)平面型(4)代表符號(hào)特點(diǎn)1結(jié)構(gòu)示意圖2特點(diǎn)2結(jié)構(gòu)示意圖3特點(diǎn)3PN結(jié)面積小，結(jié)電容小用于檢波和變頻等高頻電路用于低頻大電流整流電路PN結(jié)面積大用于高頻整流和開關(guān)電路PN結(jié)面積可大可小往往用于集成電路制造藝中代表符號(hào)Exit半導(dǎo)體二極管圖片二極管圖片1123Exit二極管的伏安特性二極管的伏安特性曲線可用下式表示硅二極管2CP10的V-I特性鍺二極管2AP15的V-I特性正向特性反向特性

8、反向擊穿特性二極管的伏安特性Exit二極管的主要參數(shù)(1)最大整流電流IF(2)反向擊穿電壓VBR和最大反向工作電壓VRM(3)反向電流IR(4)最高