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尚辅网 / 机械工业出版社 第1章 半导体器件 本章要求： 掌握二极管和三极管基本特性、电路符号、工作原理、三极管的电流分配关系； 理解二极管和三极管的伏安特性曲线和主要参数； 了解三极管的放大作用 ； 了解场效应管的结构、工作原理及分类 。 1.1半导体基本知识 1.1.1 本征半导体 1．导体、绝缘体和半导体 2．本征半导体 化学成分纯净的半导体称为本征半导体 1.1.2 杂质半导体 1．导体、绝缘体和半导体 在本征半导体中掺入五价杂质元素 2．P型半导体 在本征半导体中掺入三价杂质元素 3．杂质对半导体导电性的影响 在本征半导体中掺入微量杂质元素，就可使半导体的导电性大大提高。 1.2 半导体二极管 1.2.1 PN结的形成及其特性 1．PN结 在一块本征半导体的两侧通过扩散的的方法掺入不同的杂质,分别形成N型半导体和P型半导体。 图1-5 PN结的形成过程 2. PN结的单向导电性 1.2.2 二极管的结构和类型 极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型三大类。 1.2.3二极管的伏安特性 图1-11 二极管的伏安特性曲线 1.2.4二极管的主要参数 半导体二极管的参数包括最大整流电流IF、反向击穿电压UBR、最大反向工作电压URM、反向电流IR、最高工作频率fmax和结电容Cj等。 1.2.5 特殊二极管 1.稳压二极管 稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊硅二极管。 图1-12 稳压二极管的伏安特性 2．光敏二极管 光敏二极管是利用半导体的光敏特性制成的。 图1-13 光敏二极管的符号和伏安特性 3．发光二极管 发光二极管简称LED，是将电能转变为光能的管子。 图1-14 发光二极管的符号和伏安特性 4．变容二极管 变容二极管是利用PN结的电容效应，采用特殊工艺制成的。 图1-15 变容二极管的符号和伏安特性 1.3 双极型三极管 1.3.1三极管的结构与分类 三极管有两种类型：NPN型和PNP型 ;从结构上可将三极管分为三个区：基极 、发射极 、集电极 1.3.2三极管的电流放大作用 1．三极管的电流分配关系：IE= IC+IB 2．三极管的电流放大系数： 1.3.3三极管的共射特性曲线 1 ．输入特性曲线 图1-18 三极管的输入特性曲线 输入特性曲线是描述三极管在管压降UCE保持不变的前提下，基极电流iB和发射结压降uBE之间的函数关系 2．输出特性曲线 输出特性曲线是描述三极管在输入电流iB保持不变的前提下，集电极电流iC和管压降uCE之间的函数关系 图1-19 三极管的输出特性曲线 1.3.4三极管的主要参数 1．电流放大系数——表征三极管放大能力 2．极间反向电流——表征管子稳定性 3．极限参数——表征三极管安全工作范围 1.4场效应管 1.4.1结型场效应管 1．结型场效应管的结构：N沟道和P沟道两类 2．结型场效应管的工作原理 ：当漏、源之间电压一定时, 漏极电流的大小受栅源电压的控制，即输出电流受控于输入电压，并且几乎不产生输入电流。 1.4.2绝缘栅型场效应管 1．N沟道增强型MOSFET uDS使导电沟道变得不等宽，uGS改变了沟道宽度，故在一定的情况下，改变的大小就可以控制iD的大小，即实现了输入电压对输出电流的控制，并且不产生输入电流。 机械工业出版社 第1章 半导体器件