模电课件-第一章-常用半导体器件.pptVIP

本章主要介绍现代电子器件——集成电路的基础器件即半导体二极管和三极管的基本知识，工作原理，特性曲线和参数。 半导体器件的基础是PN结，为此对PN结的形成 和电特性也给予了必要的介绍。 § 1.1 半导体基础知识（录像片） 1 PN结是如何形成的？ 2 什么是扩散电流和漂移电流？ 3 PN结正偏和反偏的条件是什么？ 4 PN结在正偏和反偏条件下，说明它的导电特点。 5 当温度升高以后，PN结的导电情况会有什么变化？ 6 说明为什么PN结的反向饱和电流在一定条件下是一个常数？ 为什么要学习半导体三极管？ 三极管的作用 三极管对信号进行不失真或低失真的放大。 “放大信号”是它的基本功能。 半导体三极管在英文中称为晶体管(Transistor)，半导体三极管有两大类型，一是双极型半导体三极管，二是场效应型半导体三极管。 ???? 双极型半导体三极管是由两种载流子参与导电的半导体器件，它由两个 PN 结组合而成，是一种电流控制电流源器件（CCCS）。 ???? 场效应型半导体三极管仅由一种载流子参与导电，是一种电压控制电流源器件（VCCS）。 1.3.1 基本结构（录像） 1.3.2 放大原理（录像） 观看录像需要思考的问题： 1.要保证三极管具有电流放大作用，在工艺上应满足哪些条件？（内部结构条件） 2.不论是NPN型还是PNP型三极管，三个电极的电流满足什么关系？ 3.半导体三极管的电流放大机理是怎样的？ 它需要满足的外部条件是什么？ 补充：半导体三极管的型号 国家标准对半导体三极管的命名如下: 3 D G 110 B 1.NPN 型管使用硅材料，PNP型管使用锗材料 2. NPN 型管中的载流子是自由电子，PNP型管中是空穴，所以PNP型管各极电流的方向与NPN型正好相反。 3.对于NPN型管和PNP型管，正确的外部偏置条件都是要满足发射结正偏，集电结反偏；但具体各点的电位应满足： NPN型：UCUBUE且UBE=0.7V PNP型：UCUBUE且UEB=0.2V 作业 P67 五 P70 1.9 1.10 1.11 第一章教学内容中的疑问？ 基本结构及类型 常见：硅管主要是平面型，锗管都是合金型 晶体管的电流放大作用 晶体管是放大电路的核心元件，它可控制能量的转换，把输入的任何微小变化不失真地放大输出，而放大的对象是变化量！ 发射结正偏 集电结反偏 基本共射放大电路 共射接法 共集接法 共基接法 放大电路的三种接法 1.3.3 晶体管的共射特性曲线 IC mA ?A V V UCE UBE RB IB EC EB 实验线路 一、输入特性 UCE ?1V IB(?A) UBE(V) 20 40 60 80 0.4 0.8 工作压降： 硅管UBE?0.6~0.7V,锗管UBE?0.2~0.3V。 UCE=0V UCE =0.5V 死区电压，硅管0.5V，锗管0.2V。 二、输出特性 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 3 6 9 12 IB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 此区域满足IC=?IB称为线性区（放大区）。 当UCE大于一定的数值时，IC只与IB有关，IC=?IB。 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 3 6 9 12 IB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 此区域中UCE?UBE,集电结正偏，?IBIC，UCE?0.3V称为饱和区。 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 3 6 9 12 IB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 此区域中 : IB=0,IC=ICEO,UBE 死区电压，称为截止区。 输出特性三个区域的特点: 放大区：发射结正偏，集电结反偏。 即： IC= ? IB , 且 ?IC = ? ? IB (2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。 即：UCE ? UBE ， ? IB IC (3) 截止区： UBE 开启电压， IB=0 ， IC=ICEO ?0 例1： ?=50， USC =12V， RB =70k?， RC =6k? 当USB = -2V，2V，5V时， 晶体管的工作状态如何？ 解：当USB =-2V时： IC UCE IB USC RB USB C B E RC UBE IB=0 ， IC=0 IC最大饱和电流： Q位于截止区 IC ICmax (=2mA) ， Q位于放大