第3章 常用半導(dǎo)體元件及其特性

機械工業(yè)出版社張志良主編同名教材配套電子教案

計算機電路基礎(chǔ)第3章常用半導(dǎo)體元件及其特性

第3章常用半導(dǎo)體元件及其特性3.1二極管半導(dǎo)體半導(dǎo)體是導(dǎo)體和絕緣體之間的導(dǎo)電性能介于。平時半導(dǎo)體導(dǎo)電能力很低如果摻入微量的雜質(zhì)導(dǎo)電性能就會發(fā)生明顯變化，摻入雜質(zhì)不同雜志半導(dǎo)體分為N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。

PN結(jié)組成后半導(dǎo)體有了功能PN結(jié)N和P型半導(dǎo)體合在一起時兩塊半導(dǎo)體界面形成PN結(jié)。P型半導(dǎo)體中的空穴和N型半導(dǎo)體中的電子互相擴散，復(fù)合形成薄層PN結(jié)。PN結(jié)外加電壓時（1）PN結(jié)加正向電壓—導(dǎo)通如圖3-1所示（2）PN加反向電壓時-不導(dǎo)通如圖3-1所示(2)N型半導(dǎo)體4價元素?fù)饺胛⒘?價元素后形成N型半導(dǎo)體。自由電子數(shù)>>空穴數(shù)。

4價元素?fù)饺胛⒘?價元素后形成P型半導(dǎo)體。空穴數(shù)>>自由電子數(shù)。(3)P型半導(dǎo)體⒈

P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體⑴本征半導(dǎo)體。純凈的半導(dǎo)體材料稱為本征半導(dǎo)體。3.1.1PN結(jié)

第3章常用半導(dǎo)體元件及其特性

3.1二極管⒉PN結(jié)單向?qū)щ娦寓偶诱螂妷骸獙?dǎo)通。⑵加反向電壓——截止。EP區(qū)N區(qū)耗盡層內(nèi)電場外電場U-+RIREP區(qū)N區(qū)耗盡層內(nèi)電場外電場U+-IR

a)b)圖3-1外加電壓時的PN結(jié)a)正偏b)反偏3.1.2普通二極管

半導(dǎo)體二極管1.一個二極管是由一個PN結(jié)的兩端上引線封裝的構(gòu)成，P區(qū)二極管正極N區(qū)二極管負(fù)極VD二極管文字符號如圖所示

二極管類型分為普通二極管，整流管，開關(guān)管，穩(wěn)壓管

2.二極管伏安特性（U-I,V-A)

二極管伏安特性常用曲線來描述如圖所示3-3正向特性（1）死區(qū)段OA導(dǎo)通段AB反向特性（1）飽和段OC（2）擊穿段CD

3.溫度對二極管伏安特性的影響

溫度升高時反向電壓降UON,反響飽和電流增大

4.二極管的主要特性參數(shù)

二極管福安特性描述外還可以參數(shù)來描述。最大整流電流

IF最高反響工作電壓URM反向電流IR和反響飽和電流IS,最高工作頻率

3.1.2普通二極管1.PN結(jié)的伏安特性⑴正向特性①死區(qū)段；②導(dǎo)通段⑵反向特性①飽和段；②擊穿段2.溫度對伏安特性的影響①溫度每升高1℃Uon約減小2~2.5mV。②溫度每升高10℃反向電流約增大一倍。3.1.3穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管時一種特殊的面接合型硅二極管1.伏安特性

硅穩(wěn)壓二極管的負(fù)極接外加電壓的正段，正極接外加電壓的負(fù)段管子外于反向偏置狀態(tài)，而端電壓基本上不變，但電流很大范圍內(nèi)變化，這特性實現(xiàn)穩(wěn)壓。如圖所示

2.參數(shù)穩(wěn)定電壓Uz，穩(wěn)定電流Iz，最大耗散功率Pzm，動態(tài)電阻rz，電壓溫度系數(shù)az

3.1.3穩(wěn)壓二極管⒈伏安特性⒉穩(wěn)壓工作條件①電壓極性反偏；②有合適的工作電流。3.2雙極型晶體管3.2.1晶體管概述⒈基本結(jié)構(gòu)和符號

2.電流分配關(guān)系:IE=IC+IB

1.基本結(jié)構(gòu)

(1）.三極管文字符號為VT（2）B,C,E基極，集電極，發(fā)射極（3）CB集

電結(jié)

，EB發(fā)射結(jié)，（4）基區(qū)很薄，集電區(qū)濃度高，發(fā)射區(qū)面積達(dá)2.電流放大和分配關(guān)系晶體管處于放大工作狀態(tài)時發(fā)射結(jié)必須正偏，集電結(jié)必須反偏如圖3-13所示三個電機電流關(guān)系IE=IC+IB=(1+β)IB

3.2.2共發(fā)射極特性曲線

晶體管共射電路工作狀態(tài)

⑴放大區(qū)條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。特點：iC＝βiB，iC與iB成正比關(guān)系。⑵截止區(qū)條件：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。特點：iB＝0，iC＝ICEO≈0⑶飽和區(qū)條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。特點：iC與iB不成比例。即iB增大，iC很少增大或不再增大，達(dá)到飽和，失去放大作用。⑷擊穿區(qū)

擊穿區(qū)不是三極管的工作區(qū)域。5.晶體管的主要參數(shù)7種（88頁）

3.3場效應(yīng)晶體管概述

場效應(yīng)晶體管也是一種PN結(jié)的半導(dǎo)體也是一種電流控制器件，輸入電阻較小也是一種電壓控制器件輸入電阻極高。

1.分類結(jié)型和絕緣柵型絕緣柵型（金屬M，氧化物O半導(dǎo)體組成簡稱MOS型）

2.半導(dǎo)體 電溝道P溝道P溝道結(jié)型PMOS，N溝道N溝道結(jié)型NMOS 3.3場效應(yīng)晶體管概述

⑴場效應(yīng)晶體管屬于單極型晶體管。只有一種載流子（多數(shù)載流子）參與導(dǎo)電；雙極型晶體管有兩種載流子（多子和少子）參與導(dǎo)電。⑵場效應(yīng)晶體管的輸入電阻大大高于晶體管。

MOS場效應(yīng)晶體管輸入電阻可高達(dá)1015