[工学]第1章 半导体器件-1.pptVIP

PN结加正向电压时，呈现低电阻，具有较大的正向扩散电流；PN结加反向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂移电流。由此可以得出结论：PN结具有单向导电性。 3. PN结方程 PN结两端的电压V与流过PN结的电流I之间的关系为： IS为PN结的反向饱和电流； VT =kT/q 称为温度的电压当量，k为玻耳兹曼常数，q 为电子电荷量，T 为热力学温度。对于室温（相当T=300 K），则有VT=26 mV。 上式常写为： PN结正偏时，如果V VT 几倍以上，上式为： 即I随V按指数规律变化 PN结反偏时，如果│V │ VT几倍以上，上式可改写为： 其中负号表示为反向。 4. PN结的击穿特性 发生击穿时的反偏电压称为PN结的反向击穿电压VBR。 热击穿——不可逆 雪崩击穿 齐纳击穿 电击穿——可逆 5 . PN结的电容效应 PN结除了具有单向导电性外，还有一定的电容效应。按产生电容的原因可分为： 势垒电容CB ， 扩散电容CD 。 1.2.3 半导体二极管的结构类型 1. 类型： 在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。二极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型三大类。 2 半导体二极管的伏安特性曲线 3 半导体二极管的参数 几个主要的参数： (1) 最大整流电流IF—— 二极管长期连续工 作时，允许通过二 极管的最大整流 电流的平均值。 (2) 反向击穿电压VBR——— 和最大反向工作电压VRM 二极管反向电流 急剧增加时对应的反向 电压值称为反向击穿 电压VBR。 为安全计，在实际 工作时，最大反向工作电压 VRM一般只按反向击穿电压 VBR的一半计算。 半导体二极管的参数 (3) 反向电流IR : 在室温下，在规定的反向电压下，一般是最大反向工作电压下的反向电流值。硅管的反向电流一般在nA级；锗管在?A级。 (4) 正向压降VF：在规定的正向电流下，二极管的正向电压降。小电流硅管的正向压降在中等电流水平下，约0.6～0.8V；锗管约0.2～0.3V。 (5) 动态电阻rd：反映了二极管正向特性曲线斜率的倒数。显然， rd与工作电流的大小有关，即 rd =?VF /?IF 4 半导体二极管的温度特性 5 半导体二极管的型号 国家标准对半导体器件型号的命名举例： 符号： D代表P型Ge 半导体二极管图片 半导体二极管图片 半导体二极管图片 理想模型 I D O 0.7V 理想二极管 大信号模型 0.7V 二极管基本应用 1.利用伏安特性的非线性构成（限幅电路） 例1：如图所示： D1 D2 vi vo vo vi 二极管基本应用 |vi |0.7V时，D1、D2截止，所以vo=vi | vi |0.7V时， D1、D2中有一个导通，所以vo =0.7V 例2：如图所示： vo vi D2 D1 vo vi 1.2.4 稳压二极管 符号 应用电路 伏安特性 稳压二极管参数 (1) 稳定电压VZ ——在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所 对应的反向工作电压。 (2) 动态电阻rZ —— rZ愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。 rZ =?VZ /?IZ (3)稳定电压温度系数——?VZ。温度的变化将使VZ改变。 当?VZ? ＞7 V时，VZ具有正温度系数，反向击穿是雪崩击穿。 当?VZ?＜4 V时， VZ具有负温度系数，反向击穿是齐纳击穿。当4 V＜?VZ? ＜7 V时，稳压管可以获得接近零的温度系数。这样的稳压二极管可以作为标准稳压管使用。 稳压二极管参数 (4) 最大耗散功率 PZM ——稳压管的最大功率损耗取决于PN结的面积和散热等条件。反向工作时PN结的功率损耗为 PZ= VZ IZ，由 PZM和VZ可以决定IZmax。 (5) 最大稳定工作电流 IZmax 和最小稳定工作电流IZmin 稳压管应用 稳压管正常工作的两个条件：a. 必须工作在反向击穿状态（利用其正向特性除外）；b. 流过管子的电流必须介于稳定电流和最大电流之间。 R的作用（1）限流作用以保护稳压管（2）当输入电压或负载电流变化时，通过该电阻上电压降的变化，以调节稳压管的工作电流，从而起到稳压作用。 作业 1-2-3 c 1-2-4 a d 1-2-6 * 半导体基本知识（杂质半导体和PN结） 半导体二极管（特性及其应用） 双极性三极管（特性及其电流放大作用） 场效应管（特性及其电压控制作用） * 第一章 常用半导体器件 半导体基本知识 PN结及其特性 半导体二极管特性及其应用 稳压