半导体二极管半导体三极管场效晶体管本章小结.pptVIP

1.1　半导体二极管 1.2　半导体三极管 1.3　场效晶体管 本章小结 第一章　半导体器件的基础知识 1.1 半导体二极管 1.1.1什么是半导体？ 1.1.2 PN结 1.1.3 半导体二极管 1.1.4 二极管的简单测试 1.1.1 什么是半导体？ 二极管由半导体材料制成。 1．半导体：导电能力介于导体与绝缘体之间的一种物质。如硅（Si）或锗（Ge）半导体。 半导体中，能够运载电荷的的粒子有两种： 动画 PN结 载流子：在电场的作用下定向移动的自由电子和空穴，统称载流子。如图1.1.4所示。 图1.1.4 半导体的两种载流子 2．本征半导体：不加杂质的纯净半导体晶体。如本征硅或本征锗。 根据掺杂的物质不同，可分两种： 3．杂质半导体：为了提高半导体的导电性能，在本征半导体（4价）中掺入硼或磷等杂质所形成的半导体。 本征半导体电导率低，为提高导电性能，需掺杂，形成杂质半导体。 。 （2）N型半导体：在本征硅(或锗)中掺入少量磷元素（5价）所形成的半导体，如N型硅。其中，多数载流子为电子，少数载流子为空穴。 （1）P型半导体：本征硅(或锗)中掺入少量硼元素（3价）所形成的半导体，如P型硅。多数载流子为空穴，少数载流子为电子。 1.1.2 PN结 将P型半导体和N型半导体使用特殊工艺连在一起，则在两种半导体的交界处就会出现一个特殊的薄层，该薄层叫做PN结。 PN结是各种半导体器件的核心。如图1.1.5所示。 图1.1.5 ＰＮ结 晶体二极管之所以具有单向导电性，其原因是内部具有一个PN结。其正、负极对应于PN结的P型和N型半导体，如图1.1.5所示。 P区接电源正极，N区接电源负极， PN结导通；反之，PN结截止。 PN结具有单向导电特性。即： 1.1.3 半导体二极管 (又称晶体二极管) （1）结构：由管芯(主要是PN结）正极（P区引线）、负极（N区引线）和外壳组成。 （2）外形：如图1.1.1（a）所示；管体外壳的标记通常表示正极。 （3）符号：如图。其中： 三角形——正极， 竖杠——负极， V——二极管的文字符号。 图1.1.1 晶体二极管的外形和符号 1. 半导体二极管的结构、外形和符号 2．二极管的导电特性： （1）正极电位＞负极电位，二极管导通； （2）正极电位＜负极电位，二极管截止。 即二极管正偏导通，反偏截止。这一导电特性称为二极管的单向导电性。 动画 晶体二极管的单向导电性 [例1.1.1] 图1.1.3所示电路中，当开关S闭合后，H1、H2两个指示灯，哪一个可能发光？ 图1.1.3 [例1.1.1]电路图 解 由电路图可知，开关S闭合后，只有二极管V1正极电位高于负极电位，即处于正向导通状态，所以H1指示灯发光。 二极管的导电特性由其伏安特性决定 测试电路：如图所示。 二极管的伏安特性：是指二极管两端的电压和流过二极管的电流之间的关系。 两者关系的曲线称为伏安特性曲线 图1.1.6 测试二极管伏安特性电路 伏安特性曲线：如图所示。 动画 二极管的伏安特性 二极管的导电特性可分为正向特性和反向特性 结论：正偏时电阻小，具有非线性。 导通后V两端电压基本恒定： ②VF＞VT时，V导通，IF急剧增大。 ①正向电压VF小于死区（门坎)电压VT时，二极管V截止，正向电流IF = 0； 其中，死区（门坎)电压 （1）正向特性 （2）反向特性 结论：反偏电阻大，存在电击穿现象。 VR＞VRM时，IR剧增，此现象称为反向电击穿。对应的 电压VRM称为反向击穿电压。 反向电压VR＜VRM（反向击穿电压）时，反向电流IR很 小，且近似为常数，称为反向饱和电流。 3. 二极管的分类、型号和参数 （3）按用途：如图1.1.9所示。 （2）按PN结面积：点接触型（电流小，高频应用）、面接触型和平面型（电流大，用于整流）、 （1）按材料分：硅管、锗管 1．分类 图1.1.9 二极管图形符号 ①整流二极管：利用单向导电性把交流电变成直流电的二极管。 整流二极管——2CZ82B 稳压二极管——2CW50 变容二极管——2AC1等等。 2．型号举例如下： ⑤变容二极管：利用反向偏压改变PN结电容量的二极管。 ④光电二极管：将光信号转变为电信号的二极管。 ③发光二极管：利用磷化镓把电能转变成光能的二极管。 ②稳压二极管：利用反向击穿特性进行稳压的二极管。 ①整流二极管：利用单向导电性把交流电变成直流电的二极管。 整流二极管——2CZ82B 稳压二极管——2CW