晶體管培訓(xùn)精品課件

1、晶體管培訓(xùn)第1頁，共16頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)41分，星期四晶體二極管P-N結(jié)及其電流電壓特性 晶體二極管為一個由 p 型半導(dǎo)體和 n 型半導(dǎo)體形成的 p-n 結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場。當(dāng)不存在外加電壓時，由于 p-n 結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。第2頁，共16頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)41分，星期四當(dāng)外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流：。晶體二極管當(dāng)外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進(jìn)一步加強(qiáng)，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反

2、向飽和電流 I0 。 當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時， p-n 結(jié)空間電荷層中的電場強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程，產(chǎn)生大量電子空穴對，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。 第3頁，共16頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)41分，星期四雙極結(jié)型三極管 雙極結(jié)型三極管相當(dāng)于兩個背靠背的二極管 PN 結(jié)。正向偏置的 EB 結(jié)有空穴從發(fā)射極注入基區(qū)，其中大部分空穴能夠到達(dá)集電結(jié)的邊界，并在反向偏置的 CB 結(jié)勢壘電場的作用下到達(dá)集電區(qū)，形成集電極電流 IC 。 在共發(fā)射極晶體管電路中 , 發(fā)射結(jié)在基極電路中正向偏置 , 其電壓 降很小。絕大部分 的集電極和發(fā)射極之間的外加偏壓都加在

3、反向偏置的集電結(jié)上。由于 VBE 很小，所以基極電流約為 IB= 5V/50 k = 0.1mA 。 第4頁，共16頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)41分，星期四。如果晶體管的共發(fā)射極電流放大系數(shù) = IC / IB =100, 集電極電流 IC= *IB=10mA。在500的集電極負(fù)載電阻上有電壓降VRC=10mA*500=5V，而晶體管集電極和發(fā)射極之間的壓降為VCE=5V，如果在基極偏置電路中疊加一個交變的小電流ib，在集電極電路中將出現(xiàn)一個相應(yīng)的交變電流ic，有ic/ib=，實(shí)現(xiàn)了雙極晶體管的電流放大作用。 雙極結(jié)型三極管 第5頁，共16頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)41分，星期四M

4、OS場效應(yīng)三極管金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)三極管的基本工作原理是靠半導(dǎo)體表面的電場效應(yīng)，在半導(dǎo)體中感生出導(dǎo)電溝道來進(jìn)行工作的。 第6頁，共16頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)41分，星期四MOS場效應(yīng)三極管當(dāng)柵 G 電壓 VG 增大時， p 型半導(dǎo)體表面的多數(shù)載流子棗空穴逐漸減少、耗盡，而電子逐漸積累到反型。當(dāng)表面達(dá)到反型時，電子積累層將在 n+ 源區(qū) S 和 n+ 漏區(qū) D 之間形成導(dǎo)電溝道。當(dāng) VDS 0 時，源漏電極之間有較大的電流 IDS 流過。使半導(dǎo)體表面達(dá)到強(qiáng)反型時所需加的柵源電壓稱為閾值電壓 VT 。當(dāng) VGSVT 并取不同數(shù)值時，反型層的導(dǎo)電能力將改變，在相同的 VDS 下也將產(chǎn)生

5、不同的 IDS , 實(shí)現(xiàn)柵源電壓 VGS 對源漏電流 IDS 的控制。第7頁，共16頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)41分，星期四晶閘管可控硅亦稱晶閘管（Thyristor ），是一種四層PNPN 結(jié)構(gòu)器件。它在任何方向上至少有一個反向偏置的PN 結(jié)，因此它能在任一方向上阻斷電流。同時利用控制極的特性又可方便地控制其導(dǎo)通狀態(tài)。 第8頁，共16頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)41分，星期四晶閘管圖1 可控硅的基本結(jié)構(gòu)與等效電路 圖2 可控硅的伏安特性 第9頁，共16頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)41分，星期四晶閘管ON Semiconductor 眾多的可控硅（SCRs ）系列產(chǎn)品包括三端雙向

6、可控硅開關(guān)元件（TRIACs ）及可控硅的全系列產(chǎn)品，其特性覆蓋如下： 正向電流（forward current）從0.6A至55A 阻斷電壓（blocking voltage）從30V至800V 最低成本的塑料封裝，包括完全絕緣的塑殼221C產(chǎn)品。 在 ON Semiconductor 新的可控硅產(chǎn)品目錄中突出的產(chǎn)品是表現(xiàn)不俗的T0-220 TRIACs 系列產(chǎn)品。例如為汽車控制等應(yīng)用而設(shè)計(jì)的MAC8 和MAC12 系列產(chǎn)品; 用于點(diǎn)火電路和瞬間短路保護(hù)的專用器件; 還有能滿足在節(jié)省空間方面和需要絕緣封裝和表面貼片封裝方面需要的器件。 第10頁，共16頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)41分，

7、星期四在可控硅產(chǎn)品系列中還有：可控硅觸發(fā)器可控硅抗浪涌器件： 第11頁，共16頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)41分，星期四可控硅觸發(fā)器（Thyristor Triggers） 在可控硅的應(yīng)用中，單結(jié)晶體管（UJTs ）常用來制作觸發(fā)器。ON Semiconductors 產(chǎn)品中還擁有專用的可編程的單結(jié)晶體管PUT（Programmable Unijunction Transistors）。它既具備可控硅的功能，又可作為單結(jié)晶體管使用。改變PUT的控制柵電位，可以調(diào)節(jié)等效單結(jié)晶體管的h ，Ip和Iv等參數(shù)，因而被稱為可編程單結(jié)晶體管。由于PUT具有觸發(fā)靈敏度高、速度快、功耗低和動態(tài)電阻小等優(yōu)點(diǎn)

8、，固而被廣泛應(yīng)用于脈沖電路和可控硅系統(tǒng)。通常它的工作頻率范圍從0.01Hz 至10KHz ，可滿足長持續(xù)時間的要求。例如2N6027，2N6028等。 第12頁，共16頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)41分，星期四可控硅抗浪涌器件(Thyristor Surge Suppressors) On Semiconductor公司還提供高壓雙向抗浪涌器件(High Voltage Bidirectional Surge Protection devices)。這類可控硅抗浪涌器件的工作方式類似于一個雙向可控硅，在任一方向外加電壓超過擊穿電壓后，器件均處于低電壓的開通狀態(tài)。該器件主要用于防止由于閃電、

9、互感以及電路短路等意外情況發(fā)生時對敏感電路造成的過壓損傷，它們是種瞬間短路保護(hù)器。當(dāng)浪涌電流降至低于正常工作電流時，器件工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為關(guān)閉狀態(tài)。第13頁，共16頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)41分，星期四齊納二極管 齊納二極管是一種高摻雜二極管。當(dāng)齊納二極管PN結(jié)的外加反偏電壓足夠高時，其PN結(jié)勢壘很陡，水平禁帶很窄，大量電子可以利用隧道效應(yīng)（Tunneling Mechanism）穿越勢壘成為自由導(dǎo)電電子，形成巨大的反向擊穿電流。在電路中，常利用其很抵的動態(tài)電阻來實(shí)現(xiàn)很強(qiáng)的負(fù)反饋，從而達(dá)到穩(wěn)定電壓的作用。即齊納二極管常用作穩(wěn)壓二極管。 第14頁，共16頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)41分

10、，星期四抗浪涌二極管 抗浪涌二極管的外型及典型的抗浪涌電流特性如圖所示 第15頁，共16頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)41分，星期四ON Semiconductor 標(biāo)準(zhǔn)化的抗浪涌二極管（TVS）和齊納二極管已形成產(chǎn)業(yè)界的發(fā)明主線。用戶可根據(jù)需要查核以下特性： 齊納管(Zener)： 額定功率從0.25W至5.0W 擊穿電壓從1.8伏至400伏（約以10%為一等級） 標(biāo)準(zhǔn)的齊納二極管的公差為5%。 抗浪涌二極管（TVS）： 額定功率從 24W 至 1500W ，電壓從 6.2 伏至 250 伏 眾多的抗浪涌二極管都通過了 UL 認(rèn)定 所有直軸線式封裝和表面貼片封裝均有帶式或卷盤式可供選擇 許多抗浪涌二極管是以雙向器件出售（可作限幅器，削波器使用） 多種多