模电第1章常用半导体器件介绍.ppt

第一章 常用半导体器件;1.1 半导体基础知识; 本征半导体的共价键结构; 这一现象称为本征激发，也称热激发。; 可见本征激发同时产生电子空穴对。 外加能量越高（温度越高），产生的电子空穴对越多。;自由电子 带负电荷 电子流;1.1.2 杂质半导体;N型半导体; 在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。;杂质半导体的示意图;内电场E; ;2. PN结的单向导电性;(2) 加反向电压——电源正极接N区，负极接P区 ; PN结加正向电压时，具有较大的正向扩散电流，呈现低电阻， PN结导通； PN结加反向电压时，具有很小的反向漂移电流，呈现高电阻， PN结截止。 由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。; 根据理论分析：;PN结的伏安特性曲线如图;4. PN结的电容效应;(2) 扩散电容CD;1.2 半导体二极管;图1.2.1 二极管的几种外形; 二极管按结构分三大类：;(3) 平面型二极管;半导体二极管的型号; 1.2.1 半导体二极管的V—A特性曲线;1.2.2 二极管的主要参数;C;1.2.3 二极管的模型及近似分析计算;二极管的模型;二极管的近似分析计算;例2：二极管构成的限幅电路如图所示，R＝1kΩ，UREF=2V，输入信号为ui。 (1)若 ui为4V的直流信号，分别采用理想二极管模型、理想二极管串联电压源模型计算电流I和输出电压uo;（2）如果ui为幅度±4V的交流三角波，波形如图（b）所示，分别采用理想二极管模型和理想二极管串联电压源模型分析电路并画出相应的输出电压波形。;0;例3：图示电路，二极管导通电压为0.7V，试分别估算开关断开和闭合时输出电压的数值。;2.二极管的交流模型：微变等效电路;当稳压二极管工作在反向击穿状态下,工作电流IZ在Izmax和Izmin之间变化时,其两端电压近似为常数; 稳压二极管的主要 参数;例4：图示电路，已知发光二极管的导通电压为1.6V，正向电流为5 ～ 20mA时才能发光。试问： （1）开关处于何位置时发光二极管可能发光? （2）为使发光二极管发光，电路中R的取值范围是多少?;1.3 双极型晶体管;1.3.1 基本结构;;B;B;1.3.2 BJT的内部工作原理（NPN管）; （1）因为发射结正偏，所以发射区向基区注入电子 ，形成了扩散电流IEN 。同时从基区向发射区??有空穴的扩散运动，形成的电流为IEP。但其数量小，可忽略。 所以发射极电流I E ≈ I EN 。;（3）因为集电结反偏，收集扩散到集电区边缘的电子，形成电流ICN 。;2．电流分配关系;其中：;1.3.3 BJT的特性曲线（共发射极接法）;饱和区——iC受uCE显著控制的区域，该区域内uCE＜0.7 V。 此时发射结正偏，集电结也正偏。;1.3.4 BJT的主要参数; 2.极间反向电流; 3.极限参数; （3）反向击穿电压;例1.3.1 现已测得某电路中几只晶体管三个电极的直流电位如表所示，各晶体管b-e间开启电压均为0.5V。试分别说明各管子的工作状态。;B;2. 对于PNP管，当UB UE ,且UB - UE 0.5V， UC UB时，晶体管处于放大区。;例1.3.2 在一个单管放大电路中，电源电压为30V，已知三只管子的参数如表所示，请选用一只管子，并简述理由。; 1.4 三极管的模型及分析方法;截止状态;二. BJT电路的分析方法（直流）;+VCC;2. 图解法; 半导体三极管的型号; 1.5 场效应管;N;N;P;N;-;1. 输出特性曲线;图1.4.6 场效应管的转移特性曲线;1.4.2 绝缘栅场效应三极管;当uGS＞0V时→纵向电场→将靠近栅极下方的空穴向下排斥→耗尽层。; 定义：开启电压（ UT）——刚刚产生沟道所需 的栅源电压UGS。; ②漏源电压uDS对漏极电流id的控制作用;（3）特性曲线;(V); 一个重要参数——跨导gm：;gm=?iD/?uGS? uDS=const;结型场效应管; 2.N沟道耗尽型MOSFET;N沟道耗尽型MOSFET的特性曲线; 3、P沟道耗尽型MOSFET;结型场效应管;N增;4. MOS管的主要参数;场效应管与晶体管比较;本章小结;第1章 作业