半导体基础知识-2012-03-05.pptVIP

第一章 半导体二极管和三极管 第一章 半导体二极管和三极管 §1 半导体基础知识 一、本征半导体 2、本征半导体的结构 3、本征半导体中的两种载流子 二、杂质半导体 1. N型半导体 2. P型半导体 三、PN结的形成及其单向导电性 PN 结的形成 PN 结的单向导电性 四、PN 结的电容效应 问题 为什么将自然界导电性能中等的半导体材料制成本征半导体，导电性能极差，又将其掺杂，改善导电性能？ 为什么半导体器件的温度稳定性差？是多子还是少子是影响温度稳定性的主要因素？ 为什么半导体器件有最高工作频率？ §2 半导体二极管 一、二极管的组成 一、二极管的组成 二、二极管的伏安特性及电流方程 利用Multisim测试二极管伏安特性 从二极管的伏安特性可以反映出：  1. 单向导电性 三、二极管的主要参数 最大整流电流IF：最大平均值 最大反向工作电压UR：最大瞬时值 反向电流 IR：即IS—反向饱和电流（什么是饱和？） 最高工作频率fM：因PN结有电容效应 2. 微变等效电路 讨论：解决两个问题 如何判断二极管的工作状态？ 什么情况下应选用二极管的什么等效电路？ 【例题】在如图所示稳压电路中，已知稳压管的稳定电压为UZ=6V,输入电压UI=10V，最小电流IZmin=5mA,最大电流IZmax=25mA，负载电阻RL=600Ω，求解限流电阻R的取值范围。 光电二极管是远红外线接收管，是一种利用PN结的光敏感特性，将光能转换为电能的半导体器件，其在结构上与普通二极管相似，只是管壳上留有一个能入射光线的窗口。 §1.3 晶体三极管 思考 判断管子的状态 （a） 放大状态； ICEO ———集电极—发射极间反向电流 指基极开路时， 集电极与发射极之间加一定反向电压时的集电极电流。 由于这个电流从集电极穿过基区流到发射极， 因此又叫穿透电流 ICEO与反向饱和电流ICBO的关系为 ICEO=ICBO+βICBO=(1+β)ICBO ICEO与ICBO一样， 属于少子漂移电流， 受温度影响较大， 是衡量管子质量的一个标准。 在发射结分配有正向电压作用下，发射区的 多数载流子电子就要扩散到基区，由于基区 开路，因此集电区的空穴漂移到基区后，不 能有基极外部电源补充电子与其复合，形成 基极电流，而只能与发射区注入基区的电子 复合，由此可见，由发射区注入基区的电 子，为了与由集电区到达基区的空穴复合而 分出来的部分是ICBO，其余大部分到达集电区 。根据电流分配规律：发射区每向基区提供 一个复合用的载流子，就要向集电区供给β 个载流子，因此达到集电极的电子数等于在基 区复合数的β倍。于是发射极总的电流为： ICEO=ICBO+βICBO=(1+β)ICBO 二、交流参数 1.共发射极交流电流放大系数? ? =?iC/?iB?UCE=const 2. 共基极交流电流放大系数α α=?iC/?iE? UCB=const 3.特征频率 fT 共射电流放大系数?值下降到1的信号频率 1.最大集电极耗散功率PCM PCM= iCuCE 三、 极限参数 2.最大集电极电流ICM 3. 反向击穿电压 ? UCBO——发射极开路时的集电结反 　　　　　 向击穿电压。 ? U EBO——集电极开路时发射结的反 　向击穿电压。 ? UCEO——基极开路时集电极和发射 极间的击穿电压。 几个击穿电压有如下关系 UCBO＞UCEO＞UEBO 由PCM、 ICM和UCEO在输出特性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和击穿区。 输出特性曲线上的过损耗区和击穿区 PCM= iCuCE U (BR) CEO UCE/V 1.3.5　温度对晶体管特性及参数的影响 一、温度对ICBO的影响 温度每升高100C ， ICBO增加约一倍。 反之，当温度降低时ICBO减少。 硅管的ICBO比锗管的小得多。 二、温度对输入特性的影响 温度升高时正向特性左， 反之右移 60 40 20 0 0.4 0.8 I / mA U / V 温度对输入特性的影响 200 600 三、温度对输出特性的影响 温度升高将导致 IC 增大 iC uCE O iB 200 600 温度对输出特性的影响 三极管工作状态的判断 [例1]：测量某NPN型BJT各电极对地的电压值如下，试判别管子工作在什么区域？ （1）