第14章 半导体器件-课件.pptVIP

第14章 半导体器件 半导体器件是电子技术的重要组成部分。 半导体器件的发展：分立半导体器件→小规模集成电路→中规模集成电路→大规模和超大规模集成电路。 最常用的半导体器件：半导体二极管、半导体三极管。 半导体二极管和三极管的结构、工作原理、特性和参数是学习电子技术和分析电子电路必不可少的基础。 本征半导体小结 在半导体中，同时存在电子导电和空穴导电，这是半导体导电方式的最大特点，也是半导体和金属导电原理上的本质差别。 在半导体中有两种载流子：自由电子和空穴。 温度对半导体性能的影响很大，温度愈高，载流子的数目就愈多，导电性能也就愈好。 本征半导体中的自由电子和空穴总是成对出现的，同时又不断复合，在一定温度下，载流子的产生与复合达到动态的平衡，于是半导体中载流子的数目便维持一定数目。 本征半导体中两种载流子的数目很少，导电能力是很弱的，但是如果在其中掺入某些微量的杂质，就会使导电性能大大增强。 按材料分类：硅管（一般为面接触型）和锗管（一般为点接触型）。 按用途分类：普通二极管、整流二极管和开关二极管。 ★ 二极管的几种外形 晶体管电流测量数据 各级电流运算关系 14.5.3 特性曲线 （1）输入特性曲线： UCE为常数，iB = f (uBE)。 （2）输出特性曲线： IB为常数， iC = f (uCE )。 共发射极电路 晶体管的安全工作区 应用电路图 稳压二极管的主要参数 正常工作时管子两端的电压。 一般稳压值高于6V的为正温度系数，低于6V的为负温度系数，6V左右的稳压管受温度的影响较小。 稳压管的稳定电流是一个参考值,一般给出最大稳定电流 （1）稳定电压 UZ （2）电压温度系数 （3）稳定电流 IZ IZM。 （4）动态电阻 与最大允许耗散功率 rZ PZM 稳压二极管的应用举例 RL ui uO R DZ i Iz iL UZ 稳压二极管的技术数据为：稳压值UZ=10V，Izmax=12mA，Izmin=2mA，负载电阻RL=2k?，输入电压ui=12V，限流电阻R=200 ? 。若负载电阻变化范围为1.5 k? ~4 k? ，是否还能稳压？ ui = 12V UZ=10V R = 200 ? Izmax= 12mA Izmin = 2mA RL= 2k? (1.5 k? ~4 k?) iL= uo/RL= UZ/RL= 10/2 = 5mA i = （ui - UZ）/R =（12-10）/ 0.2 = 10mA iZ = i - iL= 10-5 = 5mA 若RL=1.5 k? , 则iL= 10/1.5 = 6.7mA, iZ = 10-6.7 = 3.3mA 若RL=4 k? , 则iL= 10/4 =2.5mA, iZ =10-2.5=7.5mA 负载变化,但iZ仍在12mA和2mA之间,所以稳压管仍能起稳压作用 RL ui uO R DZ i iz iL UZ 几种常见的三极管实物图 (d) 功率三极管 (e) 贴片三极管 §14.5 双极型晶体管（三极管） (a) 普通塑封三极管 (b) 金属封装 (c) 金属封装 大功率三极管 小功率三极管 14.5.1 基本结构 B E C N N P 基极 发射极 集电极 NPN型 P N P 集电极 基极 发射极 B C E PNP型 发射结 集电结 B E C N N P 基极 发射极 集电极 + + + + + + + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ + + + + + + + + + + + + + B E C N N P 基极 发射极 集电极 基区：最薄，掺杂浓度最低 集电区：面积最大 发射区： 掺杂浓度最高 B E C NPN型三极管 B E C PNP型三极管 三极管的符号表示 N P N C B E P N P C B E 硅管（3D系列） 锗管（3A系列） 14.5.2 电流分配和放大原理 IC mA ?A V V UCE UBE RB IB EC EB 实验电路(共发射极接法) C B E RC mA IE 4.05 3.18 2.36 1.54 0.72 0.001 IE/mA 3.95 3.10 2.30 1.50 0.70 0.001 IC/mA 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0 IB/m