極管、三極管和MOS管

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1、1.2晶體三極管1.3絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管1.1晶體二極管第一章半導(dǎo)體二極管、三極管和MOS管第1章上頁(yè)下頁(yè)返回1.1.2二極管的特性和主要參數(shù)1.1.3二極管的電路模型1.1.4穩(wěn)壓二極管1.1.1PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?.1晶體二極管第1章上頁(yè)下頁(yè)返回1.本征半導(dǎo)體完全純凈的具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱(chēng)為本征半導(dǎo)體。它具有共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)。鍺和硅的原子結(jié)構(gòu)單晶硅中的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)價(jià)電子硅原子第1章上頁(yè)下頁(yè)翻頁(yè)返回1.1.1PN結(jié)及其單向?qū)щ娞匦栽诎雽?dǎo)體中，同時(shí)存在著電子導(dǎo)電和空穴導(dǎo)電?？昭ê妥杂呻娮佣挤Q(chēng)為載流子。它們成對(duì)出現(xiàn)，成對(duì)消失。在常溫下自由電子和空穴的形成復(fù)合自由電子本征激發(fā)第1章上頁(yè)下頁(yè)翻頁(yè)返回空穴2.

2、N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體原理圖P自由電子結(jié)構(gòu)圖磷原子正離子P+在硅或鍺中摻入少量的五價(jià)元素，如磷或砷、銻，則形成N型半導(dǎo)體。多余價(jià)電子少子多子正離子在N型半導(dǎo)體中，電子是多子，空穴是少子第1章上頁(yè)下頁(yè)N型半導(dǎo)體翻頁(yè)返回P型半導(dǎo)體在硅或鍺中摻入三價(jià)元素，如硼或鋁、鎵，則形成P型半導(dǎo)體。原理圖BB-硼原子負(fù)離子空穴填補(bǔ)空位結(jié)構(gòu)圖在P型半導(dǎo)體中，空穴是多子，電子是少子。多子少子負(fù)離子第1章上頁(yè)下頁(yè)翻頁(yè)返回用專(zhuān)門(mén)的制造工藝在同一塊半導(dǎo)體單晶上，形成P型半導(dǎo)體區(qū)域和N型半導(dǎo)體區(qū)域，在這兩個(gè)區(qū)域的交界處就形成一個(gè)PN結(jié)。P區(qū)N區(qū)P區(qū)的空穴向N區(qū)擴(kuò)散并與電子復(fù)合N區(qū)的電子向P區(qū)擴(kuò)散并與空穴復(fù)合空間電荷區(qū)內(nèi)電場(chǎng)

3、方向3.PN結(jié)的形成第1章上頁(yè)下頁(yè)翻頁(yè)返回空間電荷區(qū)內(nèi)電場(chǎng)方向在一定條件下，多子擴(kuò)散和少子漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。P區(qū)N區(qū)多子擴(kuò)散少子漂移第1章上頁(yè)下頁(yè)翻頁(yè)返回在一定條件下，多子擴(kuò)散和少子漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，空間電荷區(qū)的寬度基本上穩(wěn)定。內(nèi)電場(chǎng)阻擋多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)?？臻g電荷區(qū)內(nèi)電場(chǎng)方向PN多子擴(kuò)散少子漂移結(jié)論：在PN結(jié)中同時(shí)存在多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和少子的漂移運(yùn)動(dòng)。第1章上頁(yè)下頁(yè)翻頁(yè)返回4.PN結(jié)的單向?qū)щ娦訮區(qū)N區(qū)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)EI空間電荷區(qū)變窄P區(qū)的空穴進(jìn)入空間電荷區(qū)和一部分負(fù)離子中和N區(qū)電子進(jìn)入空間電荷區(qū)和一部分正離子中和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，形成較大的正向電流。第1章上頁(yè)下頁(yè)翻頁(yè)外加正向電壓返

4、回外電場(chǎng)驅(qū)使空間電荷區(qū)兩側(cè)的空穴和自由電子移走空間電荷區(qū)變寬內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)少子越過(guò)PN結(jié)形成很小的反向電流IRE第1章上頁(yè)下頁(yè)翻頁(yè)外加反向電壓N區(qū)P區(qū)返回由上述分析可知：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦约丛赑N結(jié)上加正向電壓時(shí)，PN結(jié)電阻很低，正向電流較大。（PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)）加反向電壓時(shí)，PN結(jié)電阻很高，反向電流很小。（PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)）切記第1章上頁(yè)下頁(yè)翻頁(yè)返回1.1.2二極管的特性和主要參數(shù)1.結(jié)構(gòu)表示符號(hào)面接觸型點(diǎn)接觸型引線觸絲外殼N型鍺片N型硅陽(yáng)極引線PN結(jié)陰極引線金銻合金底座鋁合金小球第1章上頁(yè)下頁(yè)陰極陽(yáng)極D翻頁(yè)返回第1章上頁(yè)下頁(yè)翻頁(yè)返回幾種二極管外觀圖小功率二極管大功率二極管發(fā)光二極管2.

5、二極管的伏安特性-40-20OU/VI/mA604020-50-250.40.8正向反向擊穿電壓死區(qū)電壓U(BR)硅管的伏安特性I/μA第1章上頁(yè)下頁(yè)翻頁(yè)返回-20-40-250.40.2-5010O155I/mAU/V鍺管的伏安特性I/μA死區(qū)電壓死區(qū)電壓：硅管約為：0.5V,鍺管約為：0.1V。導(dǎo)通時(shí)的正向壓降：硅管約為:0.6V～0.8V,鍺管約為:0.2V～0.3V。常溫下，反向飽和電流很小.當(dāng)PN結(jié)溫度升高時(shí)，反向電流明顯增加。注意:3.二極管的主要參數(shù)-40-20OI/mA604020-50-250.40.8正向反向擊穿電壓死區(qū)電壓U(BR)I/μAU/V第1章上頁(yè)下頁(yè)最大整流電流

6、IFM最高反向電壓URM最高工作頻率fM最大反向電流IRM翻頁(yè)返回第1章上頁(yè)返回下頁(yè)1.1.3二極管的電路模型1.二極管的工作點(diǎn)EERUQIQER＋-＋D-UQU=E–RI工作點(diǎn)：Q翻頁(yè)IUO第1章上頁(yè)返回下頁(yè)二極管的靜態(tài)電阻和動(dòng)態(tài)電阻翻頁(yè)靜態(tài)電阻：UQIQRD=動(dòng)態(tài)電阻：rD=?U?IIUUQIQQ?I?UO第1章上頁(yè)返回下頁(yè)IU2.二極管特性的折線近似及模型Q翻頁(yè)U0NOPU=UON+rDI二極管的電路模型+－UONrDDiI穩(wěn)壓管是一種特殊的面接觸型半導(dǎo)體二極管。符號(hào):DZ陰極陽(yáng)極特點(diǎn):(1)反向特性曲線比較陡(2)工作在反向擊穿區(qū)1.1.4穩(wěn)壓二極管第1章上頁(yè)下頁(yè)翻頁(yè)返回I/mAU/V

7、0UZIZIU＋-穩(wěn)壓管的主要參數(shù):第1章上頁(yè)下頁(yè)穩(wěn)定電壓UZ穩(wěn)定電流IZ動(dòng)態(tài)電阻rZ最大允許耗散功率PZM一般情況:高于6V的αUZ為負(fù),低于6V的αUZ為正。電壓溫度系數(shù)αUZrz=△UZ/△IZ返回I/mAU/V0UZIZ翻頁(yè)第1章上頁(yè)下頁(yè)本節(jié)結(jié)束返回穩(wěn)壓管構(gòu)成的穩(wěn)壓電路圖中R為限流電阻，用來(lái)限制流過(guò)穩(wěn)壓管的電流。RL為負(fù)載電阻。UiR＋-＋-DZRL＋-UOIILIZUZ由于穩(wěn)壓管工作在其