半導(dǎo)體器件ppt課件

1、回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件第第1 1章章 根本半導(dǎo)體器件根本半導(dǎo)體器件回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件 半導(dǎo)體器件是用半導(dǎo)體資料制成的電子器件。常用的半導(dǎo)體器件有二極管、三極管、場效應(yīng)管等。半導(dǎo)體器件是構(gòu)成各種電子電路最根本的元件。容易導(dǎo)電的物質(zhì)叫導(dǎo)體。有金屬、石墨、人體、大地和食鹽水。不容易導(dǎo)電的物質(zhì)絕緣體。橡膠、玻璃、瓷、塑料、干木頭、油和枯燥的空氣都是絕緣體。 1.1 1.1 半導(dǎo)體半導(dǎo)體導(dǎo)體和絕緣體不是絕對的。1純真的水是不導(dǎo)電的，但由于水中溶有大量其他的物質(zhì)，普通的水是導(dǎo)電的。2玻璃在通常情況下是絕緣體，但當玻璃被燒紅時，玻璃也會導(dǎo)電而使發(fā)光二極管發(fā)光。3導(dǎo)體的外表假設(shè)被氧化或腐蝕后，

2、會使它的導(dǎo)電才干下降，甚至不容易導(dǎo)電。因此，某些電路的關(guān)鍵部位我們必需采取防腐蝕措施。如人造衛(wèi)星電路的接觸點外表普通鍍上金，以防止腐蝕。金剛石原子晶體,原子構(gòu)成正四面體,每個碳原子與另外四個碳原子構(gòu)成共價鍵。石墨石墨晶體中，碳原子和臨近的三個碳原子構(gòu)成共價單鍵，構(gòu)成六角平面的網(wǎng)狀構(gòu)造，這些網(wǎng)狀構(gòu)造又連成片層構(gòu)造?；厥醉摰?章 基本半導(dǎo)體器件硅和鍺最外層軌道上的四個電子稱為價電子。 晶體是原子、離子或分子按照一定的周期性，在空間陳列構(gòu)成具有一定規(guī)那么的幾何外形的固體。回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件束縛電子中心原子，暫不思索表層原子回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件本征激發(fā)熱激發(fā)產(chǎn)生自在電子和空穴載流子本

3、征激發(fā)熱激發(fā)產(chǎn)生自在電子和空穴載流子 室溫下，由于熱運動少數(shù)價電子掙脫共價鍵的束縛成為自在電子，同時在共價鍵中留下一個空位這個空位稱為空穴。失去價電子的原子成為正離子，就好象空穴帶正電荷一樣。 每個硅原子周圍有四個相鄰的原子，原子之間經(jīng)過共價鍵嚴密結(jié)合在一同。兩個相鄰原子共用一對電子?；厥醉摰?章 基本半導(dǎo)體器件BIOSEPROMEEPROMFLASH光照電磁場回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件空穴運動臨近共價鍵中的價電子臨近共價鍵中的價電子填補空穴，空穴便轉(zhuǎn)移填補空穴，空穴便轉(zhuǎn)移到臨近共價鍵中。新的到臨近共價鍵中。新的空穴又會被臨近的價電空穴又會被臨近的價電子填補。帶負電荷的價子填補。帶負電荷的價

4、電子依次填補空穴的運電子依次填補空穴的運動，從效果上看，相當動，從效果上看，相當于帶正電荷的空穴作相于帶正電荷的空穴作相反方向的運動。反方向的運動。abc價電子填補空穴回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件* * 本征半導(dǎo)體有兩種載流子：帶負電荷的自在電子和帶正本征半導(dǎo)體有兩種載流子：帶負電荷的自在電子和帶正電荷的空穴。電荷的空穴。* * 熱激發(fā)產(chǎn)生的自在電子和空穴是成對出現(xiàn)的，電子和空熱激發(fā)產(chǎn)生的自在電子和空穴是成對出現(xiàn)的，電子和空穴又能夠重新結(jié)合而成對消逝，稱為復(fù)合。穴又能夠重新結(jié)合而成對消逝，稱為復(fù)合。在一定溫度下本征半導(dǎo)體的自在電子和空穴維持一定的濃在一定溫度下本征半導(dǎo)體的自在電子和空穴維持一定

5、的濃度，導(dǎo)電才干很弱。度，導(dǎo)電才干很弱。外加能量越高外加能量越高 溫度越高，產(chǎn)生的電子空穴對越多。溫度越高，產(chǎn)生的電子空穴對越多。本征半導(dǎo)體導(dǎo)電性取決于：溫度和光照！本征半導(dǎo)體導(dǎo)電性取決于：溫度和光照！溫度、光照溫度、光照 導(dǎo)電性導(dǎo)電性 ( (與金屬的區(qū)別與金屬的區(qū)別) )本征半導(dǎo)體小結(jié)本征半導(dǎo)體小結(jié)回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件 2. 摻雜半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體硅或鍺中摻入磷、砷等5價元素，在構(gòu)成的共價鍵構(gòu)造中，由于存在多余的價電子而產(chǎn)生大量自在電子，這種半導(dǎo)體主要靠自在電子導(dǎo)電，稱為電子半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體，其中自在電子為多數(shù)載流子，熱激發(fā)構(gòu)成的空穴為少數(shù)載流子。五價雜質(zhì)元素P、As施放自在電子

6、，稱施主雜質(zhì)?；厥醉摰?章 基本半導(dǎo)體器件自在電子 多數(shù)載流子簡稱多子空穴少數(shù)載流子簡稱少子回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件 在純真半導(dǎo)體硅或鍺中摻入硼、鋁等3價元素，在構(gòu)成的共價鍵構(gòu)造中，由于短少價電子而構(gòu)成大量空穴，這類摻雜后的半導(dǎo)體其導(dǎo)電作用主要靠空穴運動，稱為空穴半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體，其中空穴為多數(shù)載流子，熱激發(fā)構(gòu)成的自在電子是少數(shù)載流子?；厥醉摰?章 基本半導(dǎo)體器件三價雜質(zhì)元素B、Ga施放空穴，稱受主雜質(zhì)。 回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件自在電子 多數(shù)載流子簡稱多子空穴少數(shù)載流子簡稱少子回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件P 型半導(dǎo)體N 型半導(dǎo)體 *無論是P型半導(dǎo)體還是N型半導(dǎo)體都是中性的，對外不顯

7、電性。 *多數(shù)載流子的數(shù)量由摻入的雜質(zhì)的濃度決議，摻雜濃度越高多數(shù)載流子的數(shù)量越多。 * 少數(shù)載流子數(shù)量是熱激發(fā)而產(chǎn)生的，其數(shù)量的多少決議于溫度。摻雜半導(dǎo)體小結(jié)摻雜半導(dǎo)體小結(jié)回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件雜質(zhì)濃度對導(dǎo)電性能的影響Si原子濃度：4.96 1022 /cm3 本征Si： ni= 1.43 1010 /cm 3(300 K ) 105 cm 雜質(zhì)濃度：1013 /cm3 103 cm 1021 /cm3 10 3 cm 摻雜濃度對半導(dǎo)體導(dǎo)電性有很大的影響！摻雜是為了控制半導(dǎo)體導(dǎo)電才干回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件* 假設(shè)載流子濃度分布不均勻，載流子將會從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域運動，這

8、種運動稱為分散運動。* 少數(shù)載流子在在內(nèi)電場作用下的定向運動稱為漂移運動。* 將一塊半導(dǎo)體的一側(cè)摻雜成P型半導(dǎo)體，另一側(cè)摻雜成N型半導(dǎo)體，在兩種半導(dǎo)體的交界面處將構(gòu)成一個特殊的薄層 PN結(jié)?；厥醉摰?章 基本半導(dǎo)體器件P 區(qū) 空間電荷區(qū) N 區(qū)PN 結(jié)及其內(nèi)電場內(nèi)電場方向P 區(qū) N 區(qū)載流子的擴散運動多子分散構(gòu)成空間電荷區(qū),產(chǎn)生內(nèi)電場 少子漂移 分散與漂移到達動態(tài)平衡構(gòu)成一定寬度的PN結(jié)回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件 外加正向電壓也叫正向偏置 外加電場與內(nèi)電場方向相反，內(nèi)電場減弱，多子分散運動大大超越少子漂移運動，構(gòu)成較大的正向電流，這時稱PN結(jié)處于導(dǎo)通形狀?？臻g電荷區(qū)變窄E R內(nèi)電場外電場PN

9、IFP 區(qū) 空間電荷區(qū) N 區(qū)PN 結(jié)及其內(nèi)電場內(nèi)電場方向回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件 E R 內(nèi)電場 外電場 空間電荷區(qū)變寬 P N I碩碩 外加反向電壓也叫反向偏置外加反向電壓也叫反向偏置P 區(qū) 空間電荷區(qū) N 區(qū)PN 結(jié)及其內(nèi)電場內(nèi)電場方向外加電場與內(nèi)電場方向一樣，加強了內(nèi)電場，多子分散難以進展，少子在電場作用下構(gòu)成反向電流I，由于是少子漂移運動產(chǎn)生的，I很小，這時稱PN結(jié)處于截止形狀?；厥醉摰?章 基本半導(dǎo)體器件 1在N型半導(dǎo)體中假設(shè)摻入足夠量的三價元素，可將其改型為P型半導(dǎo)體。 2由于N型半導(dǎo)體的多子是自在電子，所以它帶負電。 3PN結(jié)在無光照、無外加電壓時，結(jié)電流為零。 (1) (

10、2) (3)PN結(jié)加正向電壓時，空間電荷區(qū)將_ 。 變窄回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件1.2 1.2 晶體二極管晶體二極管 一個PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線并用管殼封裝起來，就構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管，簡稱二極管。 半導(dǎo)體二極管按其構(gòu)造不同可分為點接觸型、面接觸型、平面型。 點接觸型二極管PN結(jié)面積很小，結(jié)電容很小，多用于高頻檢涉及脈沖數(shù)字電路中的開關(guān)元件。 面接觸型二極管PN結(jié)面積大，結(jié)電容也小，多用在低頻整流電路中。 平面型：既有整流管，也有高頻管。陽極 陰極回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件水立

11、方的外觀顏色是由安頓的LED燈所控制的。這種半導(dǎo)體發(fā)光資料非常節(jié)能，可以呈現(xiàn)紅藍綠三種基色，經(jīng)過自動化系統(tǒng)控制，三種基色可以自在組合，能呈現(xiàn)出任何一種顏色?；厥醉摰?章 基本半導(dǎo)體器件國產(chǎn)二極管型號命名國產(chǎn)二極管型號命名N型型鍺鍺資資料料二極管普通管規(guī)格號N型型鍺鍺資資料料P型型鍺鍺資資料料N型型硅硅資資料料P型型硅硅資資料料W:穩(wěn)壓管，穩(wěn)壓管，V：微波管：微波管回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件 外加正向電壓較小時，外電場缺乏以抑制內(nèi)電場對多子分散的阻力，PN結(jié)仍處于截止形狀，電流為零。 正向電壓大于死區(qū)電壓后，正向電流隨著正向電壓增大迅速上升。通常死區(qū)電壓硅管約為0.5V，鍺管約為0.1V。 外

12、加反向電壓時， PN結(jié)處于截止形狀，反向飽和電流IS很小。 反向電壓大于擊穿電壓VBR時，反向電流急劇添加。擊穿區(qū)電擊穿電擊穿 可恢復(fù)可恢復(fù)熱擊穿熱擊穿 損壞損壞回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件 式中IR(sat) 為反向飽和電流，V 為二極管兩端的電壓降，VT=kT/q 稱為溫度的電壓當量，k為玻耳茲曼常數(shù)，q 為電子電荷量，T 為熱力學溫度。對于室溫相當T=300K，那么有VT=26mV。) 1(eTR(sat)VVII根據(jù)實際推導(dǎo)，二極管的伏安特性曲線可用下式表示:回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件正向偏置時：管壓降為0，電阻為0。短路！反向偏置時：電流為0，電阻為。開路！vD=0.7V。(Si)

13、VD=0.2V (Ge)回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件20015.07.0mAVViVVrDthDDDDthDriVV0.7V1mA回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件1最大整流電流IF：指管子長期運轉(zhuǎn)時，允許經(jīng)過的最大正向平均電流。2反向擊穿電壓UBR：指管子反向擊穿時的電壓值。3最大反向任務(wù)電壓UR：二極管運轉(zhuǎn)時允許接受的最大反向電壓約為UBR 的一半。4反向電流IR：指管子未擊穿時的反向電流，其值越小，那么管子的單導(dǎo)游電性越好。5最高任務(wù)頻率fm：主要取決于PN結(jié)結(jié)電容的大小?；厥醉摰?章 基本半導(dǎo)體器件二極管：死區(qū)電壓二極管：死區(qū)電壓=0 .5V，正向壓降，正向壓降0.7V(硅二極管硅二極管)

14、理想二極管：死區(qū)電壓理想二極管：死區(qū)電壓=0 ，正向壓降，正向壓降=0 RLuiuouiuott例例1：二極管半波整流：二極管半波整流回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件二極管的單導(dǎo)游電性運用電路：整流、檢波、限幅、鉗位等。例2 限幅電路，設(shè)二極管為理想器件。分析輸出波形?；厥醉摰?章 基本半導(dǎo)體器件回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件3.開關(guān)電路利用二極管的單導(dǎo)游電性可作為電子開關(guān)vI1 vI2二極管任務(wù)形狀D1 D2v00V 0V導(dǎo)通 導(dǎo)通導(dǎo)通 截止截止 導(dǎo)通截止 截止0V 5V5V 0V5V 5V0V0V0V5V求vI1和vI2不同值組合時的v0值二極管為理想模型。解：解：回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件6

15、. 6. 穩(wěn)壓二極管及穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓二極管及穩(wěn)壓電路 穩(wěn)壓管是一種用特殊工藝制造的半導(dǎo)體二極管，穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓就是反向擊穿電壓。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓作用在于：電流增量很大，只引起很小的電壓變化。陽極 陰極(b)(c)回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件知穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值UZ 6V， 穩(wěn)定電流的最小值Zmi n 5mA。求電路中UO1 和UO2 各為多少伏。6v 5v 回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件例例 在圖中，知穩(wěn)壓二極管的在圖中，知穩(wěn)壓二極管的6.3V6.3V，當，當V V20V20V，R Rlklk，求，求VO?VO?知穩(wěn)壓二極管的正向壓降知穩(wěn)壓二極管的正向壓降V V0 07V7V。解解 當當V V20V20

16、V，V V反向擊穿穩(wěn)壓反向擊穿穩(wěn)壓V V6.3V6.3V，V V正導(dǎo)游通，正導(dǎo)游通，V V.7V.7V，那么，那么V V. . .7V7V；同理；同理V V-20V-20V，VOVO-7V-7V。VoV Vo oViVi(b)回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件1穩(wěn)定電壓UZ。反向擊穿后穩(wěn)定任務(wù)的電壓。2穩(wěn)定電流IZ。任務(wù)電壓等于穩(wěn)定電壓時的電流。3動態(tài)電阻rZ。穩(wěn)定任務(wù)范圍內(nèi)，管子兩端電壓的變化量與相應(yīng)電流的變化量之比。即：rZ=UZ/IZ4額定功率PZ和最大穩(wěn)定電流IZM。額定功率PZ是在穩(wěn)壓管允許結(jié)溫下的最大功率損耗。最大穩(wěn)定電流IZM是指穩(wěn)壓管允許經(jīng)過的最大電流。它們之間的關(guān)系是： PZ=UZ

17、IZM 穩(wěn)壓管的主要參數(shù)：穩(wěn)壓管的主要參數(shù)：回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件發(fā)光二極管發(fā)光二極管 激光光頭激光光頭,電源顯示電源顯示有正向電流流過時，發(fā)有正向電流流過時，發(fā)出一定波長范圍的光，目前出一定波長范圍的光，目前的發(fā)光管可以發(fā)出從紅外到的發(fā)光管可以發(fā)出從紅外到可見波段的光，它的電特性可見波段的光，它的電特性與普通二極管類似。與普通二極管類似。回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件光電二極管光電二極管遠紅外線接納管遠紅外線接納管,太陽能光電池太陽能光電池反向電流隨光照強度的添加而上升。反向電流隨光照強度的添加而上升。IU照度添加照度添加回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管電視調(diào)諧電視調(diào)諧回

18、首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓區(qū)是其任務(wù)在_ 。 A. 正導(dǎo)游通 B.反向截止 C.反向擊穿 回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件1雜質(zhì)半導(dǎo)體分_型半導(dǎo)體和_型半導(dǎo)體兩大類。2二極管任務(wù)在正常形狀時，假設(shè)給其施加正向電壓，那么二極管_，假設(shè)備加反向電壓，那么二極管_，這闡明二極管具有_。3在判別鍺、硅二極管時，當測出正向壓降為_，此二極管為鍺二極管；當測出正向壓降為_，此二極管為硅二極管。4當加到二極管上的反向電壓增大到一定數(shù)值時，反向電流會忽然增大，此景象稱為_景象?；厥醉摰?章 基本半導(dǎo)體器件1在雜質(zhì)半導(dǎo)體中，多數(shù)載流子的濃度主要取決于 。a溫度 b雜質(zhì)濃度 c電子空穴對數(shù)目2當PN結(jié)外加

19、正向電壓時，分散電流 漂移電流；當PN結(jié)外加反向電壓時，分散電流 漂移電流。a大于 b小于 c等于試判別圖中二極管是導(dǎo)通還是截止？并求出AB兩端的電壓值？ 設(shè)二極管導(dǎo)通壓降為0.7V。回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件1.3.1 1.3.1 三極管的構(gòu)造及類型三極管的構(gòu)造及類型 半導(dǎo)體三極管在任務(wù)過程中，兩種載流子電子和空穴都參與導(dǎo)電，故又稱為雙極型晶體管，簡稱晶體管或三極管。 兩個PN結(jié)，把半導(dǎo)體分成三個區(qū)域。這三個區(qū)域的陳列，可以是N-P-N，也可以是P-N-P。因此，三極管有兩種類型：NPN型和PNP型。回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件集電結(jié) B發(fā)射結(jié)NPN集電區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)CCEEB集電結(jié) B發(fā)射

20、結(jié)PNPCCEEB集電區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)NPN型PNP型箭頭方向表示發(fā)射結(jié)加正向電壓時的電流方向回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體三極管圖片半導(dǎo)體三極管圖片回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件 第二位：A鍺PNP管、B鍺NPN管、 C硅PNP管、D硅NPN管 第三位：X低頻小功率管、D低頻大功率管、 G高頻小功率管、A高頻大功率管、K開關(guān)管國家規(guī)范對半導(dǎo)體三極管的命名如下國家規(guī)范對半導(dǎo)體三極管的命名如下: :3 D G 110 B3 D G 110 B 用字母表示資料用字母表示資料 用字母表示器件的種類用字母表示器件的種類 用數(shù)字表示同種器件型號的序號用數(shù)字表示同種器件型號的序號 用字母表示同一型號中的不同

21、規(guī)格用字母表示同一型號中的不同規(guī)格 三極管三極管 半導(dǎo)體三極管的型號半導(dǎo)體三極管的型號例如： 3AX31D、 3DG123C、3DK100B回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件三三極極管管的的類類型型斷斷定定回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件1.3.2 1.3.2 電流分配和電流放大作用電流分配和電流放大作用1 1 產(chǎn)生放大作用的條件產(chǎn)生放大作用的條件 內(nèi)部條件：內(nèi)部條件：a a發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度集電區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度集電區(qū)基區(qū) b b基區(qū)很薄基區(qū)很薄 外部條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏外部條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBE回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件 有三個電極，其中兩

22、個可以作為輸入有三個電極，其中兩個可以作為輸入, , 兩個可以作為輸兩個可以作為輸出，出， 這樣必然有一個電極是公共電極。三種接法也稱三種組這樣必然有一個電極是公共電極。三種接法也稱三種組態(tài)。態(tài)。 共集電極接法，集電極作為公共電極，用共集電極接法，集電極作為公共電極，用CCCC表示表示; ; 共基極接法，基極作為公共電極，用共基極接法，基極作為公共電極，用CBCB表示。表示。共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極，用共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極，用CECE表示；表示；2 2 三種組態(tài)三種組態(tài)回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件3. 載流子傳輸過程回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件三

23、極管內(nèi)部載流子的傳輸過程三極管內(nèi)部載流子的傳輸過程a a發(fā)射區(qū)向基區(qū)分散電子，構(gòu)成發(fā)射極電流發(fā)射區(qū)向基區(qū)分散電子，構(gòu)成發(fā)射極電流 IE IEb b電子在基區(qū)中的分散與復(fù)合，構(gòu)成基極電流電子在基區(qū)中的分散與復(fù)合，構(gòu)成基極電流 IB IBc c集電區(qū)搜集分散過來的電子，構(gòu)成集電極電流集電區(qū)搜集分散過來的電子，構(gòu)成集電極電流 ICIC回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件 實驗闡明IC比IB大數(shù)十至數(shù)百倍，IB雖然很小，但對IC有控制造用，IC隨IB的改動而改動，即基極電流較小的變化可以引起集電極電流較大的變化，這就是三極管的電流放大作用。4 4 電流分配關(guān)系：電流分配關(guān)系：( (外部關(guān)系外部關(guān)系 IE =

24、IC + IB IE = IC + IB 回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件 集電極電流由兩部分組成：和, 前者是由發(fā)射區(qū)發(fā)射的電子被集電極搜集后構(gòu)成的, 后者是由集電區(qū)和基區(qū)的少數(shù)載流子漂移運動構(gòu)成的,稱為反向飽和電流。 于是有 (2 - 1)IBRbUBBeIENPNICRcUCCcIC nIC BObIB n回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件 發(fā)射極電流也由兩部分組成：和。為發(fā)射區(qū)發(fā)射的電子所構(gòu)成的電流, 是由基區(qū)向發(fā)射區(qū)分散的空穴所構(gòu)成的電流。由于發(fā)射區(qū)是重摻雜, 所以忽略不計, 即。又分成兩部分, 主要部分是, 極少部分是。是電子在基區(qū)與空穴復(fù)合時所構(gòu)成的電流, 基區(qū)空穴是由電源提供的,故它是基

25、極電流的一部分。 BnCnEnEIIII基極電流是與之差： CBOBnBIII(2-2)(2-3)回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件 發(fā)射區(qū)注入的電子絕大多數(shù)可以到達集電極, 構(gòu)成集電極電流, 即要求。 通常用共基極直流電流放大系數(shù)衡量上述關(guān)系, 用來表示, 其定義為ECnEnCnIIII(2-4)普通三極管的值為0.970.99。將(2-4)式代入(2-1)式, 可得 CBOECBOCnCIIIII(2-5)回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件通常CBO, 可將忽略, 由上式可得出 ECII(2-6)三極管的三個極的電流滿足節(jié)點電流定律, 即BCEIII將此式代入(2 - 5)式得CBOBCCIIII)(

26、2-7)回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件經(jīng)過整理后得 CBOBCIII1111BCII令 稱為共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)。當ICICBO時,又可寫成(2-8)(2-9)回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件CEOBCBOBCIIIII)1 (那么其中ICEO稱為穿透電流, 即 CBOCEOII)1 (普通三極管的約為幾十幾百。太小, 管子的放大才干就差, 而過大那么管子不夠穩(wěn)定。 回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件表表2 - 1 三極管電流關(guān)系的一組典型數(shù)據(jù)三極管電流關(guān)系的一組典型數(shù)據(jù) IB/mA -0.00100.010.020.030.040.05IC/mA0.0010.010.561.141.742.332.

27、91IE/mA00.010.571.161.772.372.96ECECBIIIII,回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件常數(shù)CEUBCII常數(shù)CBUECII1/1/ECECCECBCIIIIIIIII相應(yīng)地, 將集電極電流與發(fā)射極電流的變化量之比, 定義為共基極交流電流放大系數(shù), 即故回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件 顯然與, 與其意義是不同的, 但是在多數(shù)情況下, 。 例如, 從表2 - 1 知, 在mA附近, 設(shè)由mA變?yōu)閙A, 可求得983. 077. 174. 1983. 016. 137. 214. 133. 25803. 074. 15 .5902. 004. 014. 133. 2BCBC

28、IIII回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件1.3.3 1.3.3 三極管的特性曲線三極管的特性曲線ICIBRBUBBUCCRCVVAmA +UCE +UBE0.4 0.8 UBE /V40302010IB /mA0UCE1V測量三極管特性的實驗電路 三極管的輸入特性曲線與二極管類似iB=f(vBE) vCE=常數(shù)回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件UCE 1VIB/AUBE/V204060800.40.8任務(wù)壓降，任務(wù)壓降， 硅管硅管UBE0.60.7V,鍺鍺管管UBE0.20.3V。UCE=0VUCE =0.5V 死區(qū)電壓，死區(qū)電壓，硅管硅管0.5V，鍺管鍺管0.1V。回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件iC=f

29、(vCE) iB=常數(shù)4321IB=003 6 9 12 UCE /V20A40A60A80A100A飽和區(qū)截止區(qū)放 大 區(qū)IC /mAICIBRBUBBUCCRCVVAmA +UCE +UBE0.4 0.8 40302010測量三極管特性的實驗電路 三極管的輸入特性曲線回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件IC/mA 1234UCE/V36912IB=020A40A60A80A100AIC只與只與IB有關(guān)，有關(guān)，IC=IB。放大區(qū)：發(fā)射極正放大區(qū)：發(fā)射極正偏，集電結(jié)反偏。偏，集電結(jié)反偏。BCii集電結(jié)集電結(jié) B發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)NPNCCEEB回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件IC/mA 1234UCE/V369

30、12IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域中此區(qū)域中,集電結(jié)正偏，集電結(jié)正偏，UCE0.2V，稱為飽，稱為飽和區(qū)。和區(qū)。飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏偏，集電結(jié)正偏BCii集電結(jié)集電結(jié) B發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)NPNCCEEB回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100AIB0，IC=ICEO0,UBE0UGS0時時, ,感應(yīng)出電子感應(yīng)出電子回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件PNNGSDVDSVGS導(dǎo)電溝道相當于電阻導(dǎo)電溝道相當于電阻將將D-SD-S銜接起來，銜接起來，VGSVGS越大此電阻越小。越大此電阻越小?；厥醉摰?/p>

31、1章 基本半導(dǎo)體器件漏源電壓漏源電壓VDSVDS的控制造用的控制造用呈楔形呈楔形回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件VGS VGS VTVT，管子截止，管子截止VGS VGS VTVT，管子導(dǎo)通，管子導(dǎo)通VGS VGS 越大，溝道越寬，電阻越小越大，溝道越寬，電阻越小, ,在一樣的漏源電在一樣的漏源電壓壓uDSuDS作用下，漏極電流作用下，漏極電流IDID越大越大N N溝道加強型溝道加強型MOSMOS管的根本特性管的根本特性回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件 轉(zhuǎn)移特性曲線的斜率gm的大小反映了柵源電壓VGS對漏極電流ID的控制造用。 gm 的量綱為mA/V，所以gm也稱為跨導(dǎo)?？鐚?dǎo)的定義 gm=ID/VGS

32、 VDS=常數(shù) (單位mS) ID=f(VGS) ID=f(VGS)VDS=VDS=常數(shù)常數(shù)轉(zhuǎn)移特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件ID=f(VDS)ID=f(VDS)VGS=VGS=常數(shù)常數(shù)輸出特性曲線輸出特性曲線回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件2 N2 N溝道耗盡型溝道耗盡型MOSFETMOSFET耗盡型的耗盡型的MOSMOS管管VGS=0VGS=0時就有導(dǎo)電溝道，加反向電壓才干夾斷。時就有導(dǎo)電溝道，加反向電壓才干夾斷。轉(zhuǎn)移特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線0IDUGSVT回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件輸出特性曲線輸出特性曲線IDU DS0UGS=0UGS0回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件1.3.3

33、1.3.3 場效應(yīng)管的參數(shù)場效應(yīng)管的參數(shù) 開啟電壓VGS(th) (或VT) 開啟電壓是MOS加強型管的參數(shù)，柵源電壓小于開啟電壓的絕對值, 場效應(yīng)管不能導(dǎo)通。 夾斷電壓VGS(off) (或VP) 夾斷電壓是耗盡型FET的參數(shù)，當VGS=VGS(off) 時,漏極電流為零。 飽和漏極電流IDSS 耗盡型場效應(yīng)三極管, 當VGS=0時所對應(yīng)的漏極電流。回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件 輸入電阻RGS 場效應(yīng)三極管的柵源輸入電阻的典型值，對于結(jié)型場效應(yīng)三極管，反偏時RGS約大于107，對于絕緣柵型場效應(yīng)三極管, RGS約是1091015。 低頻跨導(dǎo)gm 低頻跨導(dǎo)反映了柵壓對漏極電流的控制造用，gm可

34、以在轉(zhuǎn)移特性曲線上求取，單位是mS(毫西門子)。 最大漏極功耗PDM 最大漏極功耗可由PDM= VDS ID決議，與雙極型三極管的PCM相當。常數(shù)DSGSDmUVIg回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件 場效應(yīng)管與雙極型三極管比較場效應(yīng)管與雙極型三極管比較 1.3.4 1.3.4 雙極型和場效應(yīng)型三極管的比較雙極型和場效應(yīng)型三極管的比較回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件1 1半導(dǎo)體資料中有兩種載流子：電子和空穴。電子帶負電半導(dǎo)體資料中有兩種載流子：電子和空穴。電子帶負電，空穴帶正電。在純真半導(dǎo)體中摻入不同的雜質(zhì)，可以得到，空穴帶正電。在純真半導(dǎo)體中摻入不同的雜質(zhì)，可以得到N N型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和P P型半

35、導(dǎo)體。型半導(dǎo)體。2 2采用一定的工藝措施，使采用一定的工藝措施，使P P型和型和N N型半導(dǎo)體結(jié)合在一同，型半導(dǎo)體結(jié)合在一同，就構(gòu)成了就構(gòu)成了PNPN結(jié)。結(jié)。PNPN結(jié)的根本特點是單導(dǎo)游電性。結(jié)的根本特點是單導(dǎo)游電性。3 3二極管是由一個二極管是由一個PNPN構(gòu)呵斥的。其特性可以用伏安特性和構(gòu)呵斥的。其特性可以用伏安特性和一系列參數(shù)來描畫。一系列參數(shù)來描畫。本章小結(jié)本章小結(jié)回首頁第1章 基本半導(dǎo)體器件4.4.三極管任務(wù)時，有兩種載流子參與導(dǎo)電，稱為雙極型晶三極管任務(wù)時，有兩種載流子參與導(dǎo)電，稱為雙極型晶體管。體管。5.5.三極管是一種電流控制電流型的器件，改動基極電流就三極管是一種電流控制電流型的器件，改動基極電流就可以控制集電極電流。可以控制集電極電流。6.6.三極管特性可用輸入特性曲線和輸出特性曲線來描畫。三極管特性可用輸入特性曲線和輸出特性曲線來描畫。7.7.有三個任務(wù)區(qū)：