PN結(jié)及其單向?qū)щ娞匦园雽?dǎo)體二極管的伏安特性曲線市公開課特等獎(jiǎng)市賽課微課一等獎(jiǎng)?wù)n件

本章重點(diǎn)內(nèi)容

PN結(jié)及其單向?qū)щ娞卣?/p>

半導(dǎo)體二極管伏安特征曲線二極管在實(shí)際中應(yīng)用三極管結(jié)構(gòu)和工作原理三極管放大作用三極管測(cè)量1.1

PN結(jié)1.1.1本征半導(dǎo)體

空穴自由電子abc＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4＋4共價(jià)鍵兩個(gè)價(jià)電子價(jià)電子＋4（a）硅和鍺原子簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)模型(b)晶體共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)及電子空穴正確產(chǎn)生圖1.1硅、鍺原子結(jié)構(gòu)模型及共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)示意圖

第1章

半導(dǎo)體器件第1頁1.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體1．N型半導(dǎo)體2．P型半導(dǎo)體

磷原子自由電子＋4＋4＋4＋4＋5＋4＋4＋4＋4電子一空穴對(duì)圖1.2N型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)第2頁空穴硼原子＋4＋4＋4＋4＋3＋4＋4＋4＋4電子一空穴對(duì)圖1.3P型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)3.PN結(jié)形成

內(nèi)電場(chǎng)P區(qū)N區(qū)P區(qū)N區(qū)空間電荷區(qū)圖1.4PN結(jié)形成第3頁4．PN結(jié)單向?qū)щ娞卣?1)PN結(jié)正向?qū)ㄌ卣鱎外電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)IR空穴(多數(shù))電子(多數(shù))NP變薄NP變厚IR≈0R外電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)電子(少數(shù))空穴(少數(shù))

(a)

正向偏置

（b）反向偏置 圖1.5PN結(jié)導(dǎo)電特征

(2)PN結(jié)反向截止特征

1.2半導(dǎo)體二極管1.2.1半導(dǎo)體二極管結(jié)構(gòu)及其在電路中符號(hào)第4頁－外殼(陰極)(陽極)PN陽極引線陰極引線VD－＋(陰極)（a）結(jié)構(gòu)（b）電路符號(hào)（c）實(shí)物外形圖1.6二極管結(jié)構(gòu)、符號(hào)及外形uv/V

015105

（μA）iv/mA

ABB′A′-5IR0.20.40.60.8

C′D′DC-30-U（BR）硅鍺圖1。.7二極管伏安特征曲線1.2.2半導(dǎo)體二極管伏安特征第5頁1．正向特征2．反向特征

3．反向擊穿特征

4．溫度對(duì)特征影響

1.2.3半導(dǎo)體二極管主要參數(shù)

1．最大整流電流IF2．最大反向工作電壓URM3．反向飽和電流IR

4．二極管直流電阻R5．最高工作頻率fM1.2.4半導(dǎo)體二極管命名及分類1．半導(dǎo)體二極管命名方法

第6頁用數(shù)字表示電極數(shù)目用字母表示材料和極性用字母表示類型用數(shù)字表示序號(hào)用數(shù)字表示規(guī)格圖1.8半導(dǎo)體器件型號(hào)組成2．半導(dǎo)體二極管分類

1.2.5二極管判別及使用注意事項(xiàng)

1．二極管判別（用萬用表進(jìn)行檢測(cè)）（1）二極管正、負(fù)極性及好壞判斷（2）二極管好壞判別

（3）硅二極管和鍺二極管判斷（4）普通二極管和穩(wěn)壓管判別

第7頁2．二極管使用注意事項(xiàng)1.2.6幾個(gè)慣用特殊二極管1.穩(wěn)壓二極管(1)．穩(wěn)壓二極管工作特征

(a)伏安特征（b）符號(hào)圖1.9穩(wěn)壓二極管特征曲線和符號(hào)0IA（Izmin）IZIA（Izmax）I／mAΔUZU／VBAUZΔIZUBUAVD第8頁(2).穩(wěn)壓管主要參數(shù)

2.發(fā)光二極管(1)．普通發(fā)光二極管

(2)．紅外線發(fā)光二極管

3．激光二極管

4光電二極管5變?nèi)荻O管

(a)壓控特征曲線(b)電路符號(hào)圖1.10變?nèi)荻O管壓控特征曲線和電路符號(hào)80604020CJ/pF2468101214U/V0VD第9頁1.3半導(dǎo)體三極管1.3.1

三極管結(jié)構(gòu)及類型半導(dǎo)體三極管是由兩個(gè)背靠背PN結(jié)組成。在工作過程中，兩種載流子（電子和空穴）都參加導(dǎo)電，故又稱為雙極型晶體管，簡(jiǎn)稱晶體管或三極管。

兩個(gè)PN結(jié)，把半導(dǎo)體分成三個(gè)區(qū)域。這三個(gè)區(qū)域排列，能夠是N-P-N，也能夠是P-N-P。所以，三極管有兩種類型：NPN型和PNP型。第10頁NPN型PNP型箭頭方向表示發(fā)射結(jié)加正向電壓時(shí)電流方向第11頁1.3.2電流分配和電流放大作用（1）產(chǎn)生放大作用條件內(nèi)部：a）發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度>>基區(qū)>>集電區(qū)b）基區(qū)很薄外部：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏（2）三極管內(nèi)部載流子傳輸過程a）發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子，形成發(fā)射極電流iEb）電子在基區(qū)中擴(kuò)散與復(fù)合，形成基極電流iBc）集電區(qū)搜集擴(kuò)散過來電子，形成集電極電流iC（3）電流分配關(guān)系：iE=iC+iB

第12頁試驗(yàn)表明IC比IB大數(shù)十至數(shù)百倍，因而有。IB即使很小，但對(duì)IC有控制作用，IC隨IB改變而改變，即基極電流較小改變能夠引發(fā)集電極電流較大改變，表明基極電流對(duì)集電極含有小量控制大量作用，這就是三極管電流放大作用。1.3.3三極管特征工作狀態(tài)及接法1．輸入特征曲線與二極管類似第13頁2．輸出特征曲線（1）放大區(qū)：發(fā)射極正向偏置，集電結(jié)反向偏置（2）截止區(qū)：發(fā)射結(jié)反向偏置，集電結(jié)反向偏置

（3）飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)正向偏置此時(shí)

第14頁1.3.4三極管主要參數(shù)1、電流放大系數(shù)β：iC=βiB2、極間反向電流iCBO、iCEO：iCEO=（1+β）iCBO3、極限參數(shù)

（1）集電極最大允許電流ICM：下降到額定值2/3時(shí)所允許最大集電極電流。（2）反向擊穿電壓U（BR）CEO：基極開路時(shí)，集電極、發(fā)射極間最大允許電壓。（3）集電極最大允許功耗PCM。

第15頁

(a)(b)(c)圖1.17