電工電子技術(shù)-9課件

第九章常用半導(dǎo)體器件

第一節(jié)

PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?/p>

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管

第三節(jié)特殊二極管

第四節(jié)晶體管第一節(jié)PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?/p>

半導(dǎo)體基本知識(shí)

PN結(jié)一、半導(dǎo)體的導(dǎo)電特點(diǎn)1.半導(dǎo)體材料物質(zhì)分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體，半導(dǎo)體是4價(jià)元素。半導(dǎo)體材料的特點(diǎn)：半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力受光和熱影響

T°↑

導(dǎo)電能力↑

光照↑導(dǎo)電能力↑

純凈的半導(dǎo)體摻入雜質(zhì)導(dǎo)電性會(huì)大大增強(qiáng)。3.雜質(zhì)半導(dǎo)體

N型半導(dǎo)體摻五價(jià)元素，如磷，自由電子數(shù)多于空穴數(shù)，自由電子數(shù)是多子。

P型半導(dǎo)體摻三價(jià)元素，如硼，空穴數(shù)多于自由電子數(shù)，空穴是多子。4．?dāng)U散電流與漂移電流載流子由于濃度差異而形成運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的電流叫擴(kuò)散電流。在電場(chǎng)作用下，載流子定向運(yùn)動(dòng)而形成的電流叫漂移電流。

1.PN結(jié)的形成二、

PN結(jié)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)空間電荷區(qū)削弱內(nèi)電場(chǎng)漂移運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)動(dòng)態(tài)平衡－－－－－－－－－－－－－－－－P內(nèi)電場(chǎng)電荷區(qū)空間擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)N外電場(chǎng)方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相反

空間電荷區(qū)(耗盡層)變薄

擴(kuò)散＞漂移導(dǎo)通電流很大,呈低阻態(tài)2.PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕璓N內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)加正向電壓（正偏）P（+）N（－）－－－－－－－－第二節(jié)半導(dǎo)體二極管

半導(dǎo)體二極管的伏安特性

半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)一、半導(dǎo)體二極管的伏安特性+P區(qū)－－陽極N區(qū)－－陰極陽極陰極1.正向特性死區(qū)電壓硅管0.5V鍺管0.1V

正向?qū)妷汗韫?.7V鍺管0.3Vi(mA)u(V)反向擊穿電壓死區(qū)GeSi2.

反向特性反向飽和電流很小，可視為開路，反向電壓過高，電流急增，二極管發(fā)生擊穿。導(dǎo)通電壓VD二、半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)1.最大整流電流IF二極管允許通過的最大正向平均電流。2.最高反向工作電壓URM

保證二極管不被擊穿允許加的最大反向電壓。3.最大反向飽和電流IR室溫下，二極管加最高反向電壓時(shí)的反向電流，與溫度有關(guān)。例：二極管組成電路如圖，設(shè)二極管導(dǎo)通電壓為0.3V，試求輸出電壓UF。+3VUF－12VR0VVD1VD23

>0>－12VVD1率先導(dǎo)通，UF＝3－0.3＝2.7VVD2截止解：第三節(jié)特殊二極管

穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管是一種特殊的二極管，具有穩(wěn)定電壓的作用。穩(wěn)壓管工作于反向擊穿區(qū)。特點(diǎn)：電流變化大，電壓變化小。一、穩(wěn)壓原理穩(wěn)壓管：１）加正向電壓時(shí)同二極管２）加反向電壓時(shí)使其擊穿后穩(wěn)壓i(mA)u(V)反向擊穿電壓VS例：如圖，已知UZ=10V，負(fù)載電壓UL（）（Ａ）5Ｖ（Ｂ）10Ｖ（Ｃ）15Ｖ（Ｄ）20Ｖ４．溫度系數(shù)αu溫度改變1°，穩(wěn)壓值改變的百分比。其值可正，可負(fù)。AVS20V15KΩ5KΩUL例：已知ui=6sinωt，UZ=3V，畫輸出波形。穩(wěn)壓管的工作條件（１）必須工作在反向擊穿狀態(tài)（２）電路中應(yīng)有限流電阻，以保證反向電流不超過允許范圍。VSuiuO6ui(V)ωt3uOωt3第四節(jié)晶體管

晶體管的基本結(jié)構(gòu)和類型

晶體管的電流分配和放大原理

晶體管的特性曲線

晶體管的主要參數(shù)

溫度對(duì)晶體管的影響PNP型特點(diǎn)：發(fā)射區(qū)參雜濃度很大，基區(qū)薄且濃度低，集電結(jié)面積大。VT二、晶體管的電流分配和放大原理１．放大條件（１）內(nèi)部特點(diǎn)決定 發(fā)射區(qū)產(chǎn)生大量載流子基區(qū)傳送載流子集電區(qū)收集載流子（２）外部條件 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏I(xiàn)EICIBRBRCEBECNNP發(fā)射區(qū)電子發(fā)射結(jié)正偏利于發(fā)射區(qū)發(fā)射電子基區(qū)集電結(jié)反偏利于集電區(qū)收集電子集電區(qū)2.電流分配1.輸入特性曲線三、三極管特性曲線IB＝f(UBE)︳UCE=常數(shù)IB(μA)UBE(V)UCE=0UCE≥1發(fā)射結(jié)、集電結(jié)正偏，兩個(gè)二極管正向并聯(lián)。集電結(jié)反偏，IB減小UCE>1IB變化很小，與UCE=1曲線重合。2．輸出特性曲線飽和區(qū)截止區(qū)放大區(qū)截止區(qū)IB≈0，IC≈0，UBE≤0發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。放大區(qū)

IC＝βIB

發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。飽和區(qū)

UCE≤UBE

，發(fā)射結(jié)、集電結(jié)正偏。IC(mA)UCE(V)IB＝0IB＝20IB＝40IB＝60IB＝80五、溫度對(duì)晶體管的影響溫度對(duì)ICEO、ICBO的影響

ICEO、ICBO隨溫度上升急劇增加，溫度每升高10°，ICBO約增加一倍。溫度對(duì)鍺管的影響比較大。溫度對(duì)β

的影響溫度增加，β

隨之增加。3.溫度對(duì)UBE

的影響溫度增加，UBE

隨之減少。例：有三只三極管，分別為鍺管β＝150，ICBO＝2μA；硅管β＝100，ICBO＝1μA；硅管β＝40，ICEO＝41μA；試從β和溫度穩(wěn)定性選擇一只最佳的管子。解：