雙極型半導(dǎo)體器件ppt課件.ppt

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1、第一章雙極型半導(dǎo)體器件模擬電子技術(shù)CHH制作1第一章雙極型半導(dǎo)體器件§1.1半導(dǎo)體的基本知識§1.2PN結(jié)§1.3半導(dǎo)體二極管§1.4特殊二極管§1.5半導(dǎo)體三極管下一頁上一頁首頁21.1.1導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體導(dǎo)體：自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體，金屬一般都是導(dǎo)體，如鐵、銅、鋁等。絕緣體：有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為絕緣體，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半導(dǎo)體：另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間，稱為半導(dǎo)體，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，其特點(diǎn)為：當(dāng)受外界熱和光的作用時(shí)，它的導(dǎo)電能力明顯變化。往純凈半導(dǎo)體

2、中摻入某些雜質(zhì)，會(huì)使其導(dǎo)電能力明顯改變。§1-1半導(dǎo)體的基本知識下一頁上一頁首頁31.1.2本征半導(dǎo)體GeSi在絕對零度以下，本征半導(dǎo)體中無活躍載流子，不導(dǎo)電用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè)。本征半導(dǎo)體：完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體。形成共價(jià)鍵后，每個(gè)原子最外層電子是八個(gè)，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。+4+4+4+4共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)束縛電子下一頁上一頁首頁41.1.3雜質(zhì)半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。P型半導(dǎo)體：在硅或鍺晶體中摻入少量的三價(jià)元素，如硼(或銦

3、)而形成，也稱為（空穴半導(dǎo)體）。N型半導(dǎo)體：在硅或鍺晶體中摻入少量的五價(jià)元素磷（或銻）而形成。也稱為（電子半導(dǎo)體）。+4+4+5+4多余電子磷原子++++++++++++++++++++++++N型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體中的載流子是什么？自由電子為多數(shù)載流子（多子）空穴稱為少數(shù)載流子（少子）++++++++++++++++++++++++N型半導(dǎo)體自由電子為多子空穴是多子－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半導(dǎo)體雜質(zhì)型半導(dǎo)體多子和少子的移動(dòng)都能形成電流。但由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子。近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等。下一頁上一頁首頁5

4、P型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場E漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)越寬。內(nèi)電場越強(qiáng)，就使漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。空間電荷區(qū)，也稱耗盡層?！?.2PN結(jié)2.1.1PN結(jié)的形成－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++所以擴(kuò)散和漂移這一對相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到平衡，相當(dāng)于兩個(gè)區(qū)之間沒有電荷運(yùn)動(dòng)，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。61.2.2PN結(jié)的單向?qū)щ娦訮N結(jié)外加正向電壓：P區(qū)接正、N區(qū)接負(fù)電壓PN結(jié)加上反向電壓：P區(qū)加負(fù)、N區(qū)加正電壓PNPN內(nèi)電場外電場變薄結(jié)論：PN結(jié)導(dǎo)

5、通內(nèi)電場外電場變厚結(jié)論：PN結(jié)截止下一頁上一頁首頁7§1.3半導(dǎo)體二極管一、基本結(jié)構(gòu)PN結(jié)加上管殼和引線，就成為半導(dǎo)體二極管。引線外殼線觸絲線基片點(diǎn)接觸型PN結(jié)面接觸型PN二極管的電路符號：1.3PN二、伏安特性UI死區(qū)電壓硅管0.6V,鍺管0.2V。導(dǎo)通壓降:硅管0.6~0.7V,鍺管0.2~0.3V。反向擊穿電壓UBR下一頁上一頁首頁8三、主要參數(shù)1.最大整流電流IOM二極管長期使用時(shí)，允許流過二極管的最大正向平均電流。2.反向擊穿電壓UBR二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。擊穿時(shí)反向電流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過熱而燒壞。手冊上給出的最高反

6、向工作電壓UWRM一般是UBR的一半。1.3下一頁上一頁首頁93.反向電流IR指二極管加反向峰值工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦圆?，因此反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要比硅管大幾十到幾百倍。以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應(yīng)用是主要利用它的單向?qū)щ娦?，主要?yīng)用于整流、限幅、保護(hù)等等。下面介紹兩個(gè)交流參數(shù)。1.3下一頁上一頁首頁104.微變電阻rDiDuDIDUDQ?iD?uDrD是二極管特性曲線上工作點(diǎn)Q附近電壓的變化與電流的變化之比：顯然，rD是對Q附近的微小

7、變化區(qū)域內(nèi)的電阻。1.3下一頁上一頁首頁11二極管：死區(qū)電壓=0.5V，正向壓降?0.7V(硅二極管)理想二極管：死區(qū)電壓=0，正向壓降=0RLuiuouiuott二極管的應(yīng)用舉例1：二極管半波整流1.3下一頁上一頁首頁12二極管的應(yīng)用舉例2：tttuiuRuoRRLuiuRuo1.3下一頁上一頁首頁131.4.1穩(wěn)壓二極管§1.4特殊二極管1.4+符號：穩(wěn)壓管是一種特殊的二極管，它專門工作在反向工作區(qū)I特性曲線：工作區(qū)UZUIZ曲線越陡，電壓越穩(wěn)定。+穩(wěn)定電壓UZ下一頁上一頁首頁14（4）穩(wěn)定電流IZ、最大、最小穩(wěn)定電流Izmax、Izmin。（5

8、）最大允許功耗穩(wěn)壓二極管的參數(shù):（1）穩(wěn)定電壓UZ（2）電壓溫度系數(shù)?U（%/℃）穩(wěn)壓值受溫度變化影響的的系