半导体概半岛bandao体育念 - 豆丁网

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　　(1-1)1.11.2PN1.31.41.5下一页上一页(1-2)1.1.1导体、半导体和绝缘体导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。半导体的导电机理不同于其它物质，其特点为：往纯净半导体中掺入某些杂质，会使其导电能力明显改变。下一页上一页(1-3)1.1.2本征半导体GeSi在绝对零度以下，本征半导体中无活跃载流子，不导电用的最多的半导体是硅和锗，最外层电子（价电子）都是四个。本征半导体：完全纯净的、结构完整的半导体晶体。形成共价键后，每个原子最外层电子是八个，构成稳定结构。+4+4+4+4共价键结构束缚电子下一页上一页(1-4)1.1.3杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。型半导体：在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼(或铟)而形成，也称为（空穴半导体）。型半导体：在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷（或锑）而形成。也称为（电子半导体）。+4+4+5+4多余电子磷原子型半导体中的载流子是什么？自由电子为多数载流子（多子）空穴称为少数载流子（少子）型半导体自由电子为多子空穴是多子型半导体杂质型半导体多子和少子的移动都能形成电流。但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂质浓度相等半岛bandao体育。下一页上一页(1-5)P型半导体N型半导体扩散运动内电场E漂移运动扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽，空间电内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。空间电荷区，也称耗尽层。1.2PN2.1.1PN结的形成所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。(1-6)1.2PN结的单向导电性PN结外加正向电压：区接负电压PN结加上反向电压：内电场外电场变薄结论：P内电场外电场变厚结论：P结截止下一页上一页(1-7)1.3一、基本结构PN结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。引线外壳线触丝线基片点接触型PN结面接触型二极管的电路符号：1.3死区电压硅管0.6V,锗管0.2V。硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。反向击穿电压UBR下一页上一页(1-8)三、主要参数最大整流电流IOM二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。反向击穿电压UBR二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。手册上给出的最高反向工作电WRM一般是UBR的一半。1.3下一页上一页指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要比硅管大几十到几百倍。以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是主要利用它的单向导电性，主要应用于整流、限幅、保护等等。下面介绍两个交流参数。1.3下一页上一页附近电压的变化与电流的变化之比：是对Q附近的微小变化区域内的电阻。1.3下一页上一页(1-11)二极管：死区电压=0.5V，正向压降0.7V(硅二极管)理想二极管：死区电压=0，正向压降=0二极管的应用举例1：二极管半波整流1.3下一页上一页(1-12)二极管的应用举例2：1.3下一页上一页(1-13)1.4.11.41.4符号：稳压管是一种特殊的二极管，它专门工作在反向工作区特性曲线：工作区曲线越陡，电压越稳稳定电压下一页上一页(1-14)（4）稳定电流I最大、最小稳定电流Izmax（5）最大允许功耗max稳压二极管的参数:（1）稳定电压U稳压值受温度变化影响的的系数。（3）动态电阻1.4下一页上一页(1-15)稳压二极管的应用举例1.41、已知uZ1=6V，求U分析：电流通路稳压管反向击穿6V下一页上一页(1-16)1.42、已知uZ1=6V，UZ1=9V，求U下一页上一页(1-17)1.4.2反向电流随光照强度的增加而上升。照度增加1.4下一页上一页(1-18)1.4.3有正向电流流过时，发出一定波长范围的光，目前的发光管可以发出从红外到可见波段的一般二极管类似。1.4下一页上一页(1-19)1.5.1基极发射极集电极NPN型集电极基极发射极PNP型1.51.5下一页上一页基极发射极集电极基区：较薄，掺杂浓度低集电区：面积较大发射区：掺杂浓度较高1.5集电结发射结下一页上一页集电结反偏发射结正偏发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流I电子与基区空穴复合形成I穿过集电结形成I下一页上一页PNP型三极管1.5下一页上一页(1-23)1.5.3实验线工作压降：CE=0VCE=0.5V死区电0.5V，锗管0.2V。1.5下一页上一页(1-25)二、输出特性20A40A60A80A100A此区域满称为线性区（放大CE大于一定的数值时，1.5下一页上一页20A40A60A80A100A饱和区1.5截止区有三个区：下一页上一页(1-27)输出特性三个区域的特点:CE0.3V1.5下一页上一页(1-28)例：=50，UCC=12V，-2V，2V，5V时，晶体管的静态工作点Q位于哪个区？SB=-2V时：12max最大饱和电流：Q位于截止区1.5下一页上一页(1-29)例：=50，USC=12V，2V半岛bandao体育，2V，5V时，晶体管的静态工作点Q位于哪个区？Cmax(=2mA)，Q位于放大区。SB=2V时：9mA010.95mA9mA011.5下一页上一页SB=5V时:例：=50，USC=12V，5V半岛bandao体育，2V，5V时，晶体管的静态工作点Q位于哪个区？已不是倍的关系半岛bandao体育。mA061mA0611.5下一页上一页(1-31)三、主要参数前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共集接法。共射直流电流放大倍数：工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为I，则交流电流放大倍数为：1.5下一页上一页CE=6V时：I=1.5mA；=2.3mA。370440041.5下一页上一页(1-33)2.集-基极反向截止电流ICBO由少子的漂移形成的反向电度的变化影响。1.5下一页上一页CBO进入N区，形成 根据放大关系，由于I 集电结反偏有I CBO 集-射极反向截止电流ICEO CEO受温度影响 很大，当温度上 CEO增加 很快，所以I 相应增加。三极管的温度特性较 下一页上一页 (1-35)4.集电极最大电流I CM 集电极电流I 上升会导致三极管的值的下降，当值下降到正常值的三分之二时的集电极电 流即为I CM 5.集-射极反向击穿电压当集---射极之间的电压U CE 超过一定的数值 时半岛bandao体育，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是 25C、基极开路时的击穿电压U (BR)CEO 下一页上一页 集电极最大允许功耗PCM 流过三极管，所发出的焦耳 必定导致结温上升，所以P (BR)CEO安全工作区 上一页