第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)1第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)1第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述

半導(dǎo)體器件是電子線路的核心器件。只有掌握半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)、性能、工作原理和特點(diǎn)，才能正確分析電子電路工作原理，正確選擇和合理使用半導(dǎo)體器件。本章主要介紹二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、晶閘管的結(jié)構(gòu)、性能、主要參數(shù)以及常用器件的識(shí)別與性能測(cè)試等。

本章重點(diǎn)：PN結(jié)的特性、晶體三極管、場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理、主要參數(shù)和外特性。

本章難點(diǎn)：PN結(jié)的形成、三極管電流放大作用本章概述第一節(jié)本章概述第五節(jié)2第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)

一、半導(dǎo)體的概念

半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)。常用的半導(dǎo)體材料有硅（Si）、鍺（Ge）、硒（Se）和砷化鎵（GaAs）等。二、半導(dǎo)體的特性（1）熱敏特性和光敏特性：溫度升高或受到光照，半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電能力增強(qiáng)。（2）摻雜特性

：本征半導(dǎo)體中摻入某種微量元素(雜質(zhì))后，它的導(dǎo)電能力增強(qiáng)，利用該特性可形成雜質(zhì)半導(dǎo)體。

第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)

第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)3第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)一、半導(dǎo)體的概念第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)

圖1-1共價(jià)健結(jié)構(gòu)與空穴產(chǎn)生示意圖第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)三、本征半導(dǎo)體

純凈的不含任何雜質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)排列整齊的半導(dǎo)體。共價(jià)鍵：相鄰原子共有價(jià)電子所形成的束縛。半導(dǎo)體中有自由電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電?？昭óa(chǎn)生：價(jià)電子獲得能量掙脫原子核吸引和共價(jià)鍵束縛后留下的空位，空穴帶正電。4第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)圖1-1共價(jià)健結(jié)構(gòu)與空穴四、N型和P型半導(dǎo)體(1)N型半導(dǎo)體(N-typesemiconductor)在四價(jià)的本征半導(dǎo)體(硅)中摻入微量五價(jià)元素磷，就形成了N型半導(dǎo)體。(2)P型半導(dǎo)體(P-typesemiconductor)：在四價(jià)的本征半導(dǎo)體(硅)中摻入微量三價(jià)元素(硼)就形成P型半導(dǎo)體。a)N型半導(dǎo)體

b)P型半導(dǎo)體第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)5四、N型和P型半導(dǎo)體a)N型半導(dǎo)體

五、PN結(jié)1．PN結(jié)的形成第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)PN結(jié)P區(qū)N區(qū)內(nèi)電場(chǎng)電子空穴PN結(jié)的形成在一塊純凈的半導(dǎo)體晶體上，采用特殊摻雜工藝，在兩側(cè)分別摻入三價(jià)元素和五價(jià)元素。一側(cè)形成P型半導(dǎo)體，另一側(cè)形成N型半導(dǎo)體如圖所示。6五、PN結(jié)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)

2．PN結(jié)的單向?qū)щ娦援?dāng)PN結(jié)的兩端加上正向電壓，即P區(qū)接電源的正極，N區(qū)接電源的負(fù)極，稱為PN結(jié)正偏，如圖所示。ER變窄P區(qū)N區(qū)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)IPN結(jié)正偏7第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)PN結(jié)反偏如果給PN外加反向電壓，即P區(qū)接電源的負(fù)極，N區(qū)接電源的正極，稱為PN結(jié)反偏，如圖所示。外加電壓在PN結(jié)上所形成的外電場(chǎng)與PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的方向相同，增強(qiáng)了內(nèi)電場(chǎng)的作用，破壞了原有的動(dòng)態(tài)平衡，使PN結(jié)變厚，加強(qiáng)了少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)，由于少數(shù)載流子的數(shù)量很少，所以只有很小的反向電流，一般情況下可以忽略不計(jì)。這時(shí)稱PN結(jié)為反向截止?fàn)顟B(tài)。ER變寬P區(qū)N區(qū)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)I=0PN結(jié)正偏時(shí)導(dǎo)通，反偏時(shí)截止，因此它具有單向?qū)щ娦?，這也是PN結(jié)的重要特性8第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)體二極管一、二極管的結(jié)構(gòu)、類型、電路符號(hào)

通過(guò)一定的生產(chǎn)工藝把半導(dǎo)體的P區(qū)和N區(qū)部分結(jié)合在一起，則它們的交界處就會(huì)形成一個(gè)具有單向?qū)щ娦缘谋?，稱為PN結(jié)。以PN結(jié)為管芯，在P區(qū)和N區(qū)均接上電極引線，并以外殼封裝，就制成了半導(dǎo)體二極管，簡(jiǎn)稱二極管。1、二極管電路符號(hào)：箭頭方向表示二極管導(dǎo)通時(shí)的電流方向。a)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

b)電路符號(hào)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)9第二節(jié)半導(dǎo)體二極管一、二極管的結(jié)構(gòu)、類型、電路符號(hào)

2、二極管的分類

(1)按所用材料不同劃分：硅管和鍺管(2)按制造工藝不同劃分①點(diǎn)接觸型：結(jié)電容很小，允許通過(guò)的電流也很?。◣资涟惨韵拢m用于高頻檢波、變頻、高頻振蕩等場(chǎng)合。2AP系列和2AK系列；②面接觸型：允許通過(guò)的電流較大，結(jié)電容也大，工作頻率較低，用作整流器件。如國(guó)產(chǎn)硅二極管2CP和2CZ系列；③硅平面型，2CK系列開(kāi)關(guān)管。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)102、二極管的分類第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二圖

二極管結(jié)構(gòu)

a)點(diǎn)接觸型

b)硅面接觸型

c)硅平面型第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)11圖

二極管結(jié)構(gòu)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)體二、二極管的伏安特性

1、二極管的單向?qū)щ娦匀鐖D，(a)中的開(kāi)關(guān)閉合，燈亮，大電流；圖(b)開(kāi)關(guān)閉合，燈不亮，電流幾乎為零。

半導(dǎo)體二極管單向?qū)щ娦詫?shí)驗(yàn)

a)二極管正向偏置

b)二極管反向偏置二極管正偏導(dǎo)通，反偏截止的這種特性稱為單向?qū)щ娦?/p>

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第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)12二、二極管的伏安特性如圖，(a)中的開(kāi)關(guān)閉合，燈2、二極管的伏安特性

在二極管的兩端加上電壓，測(cè)量流過(guò)管子的電流，I=f

(U

)之間的關(guān)系曲線。硅管的伏安特性604020–0.002–0.00400.51.0–25–50I/mAU/V正向特性死區(qū)電壓擊穿電壓U(BR)反向特性第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)132、二極管的伏安特性在二極管的兩端加上電壓，測(cè)量流過(guò)（1）正向特性

當(dāng)正向電壓比較小時(shí)，正向電流很小，幾乎為零。相應(yīng)的電壓叫死區(qū)電壓。范圍稱死區(qū)。死區(qū)電壓與材料和溫度有關(guān)，硅管約0.5V左右，鍺管約0.1V左右。

當(dāng)正向電壓超過(guò)死區(qū)電壓后，隨著電壓的升高，正向電流迅速增大。正向特性60402000.40.8I/mAU/V第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)14（1）正向特性當(dāng)正向電壓比較小時(shí)，正向電流很小，(2)反向特性–0.02–0.040–25–50I/mAU/V反向特性

當(dāng)電壓超過(guò)零點(diǎn)幾伏后，反向電流不隨電壓增加而增大，即飽和；

二極管加反向電壓，反向電流很小,

如果反向電壓繼續(xù)升高，大到一定數(shù)值時(shí)，反向電流會(huì)突然增大,反向飽和電流這種現(xiàn)象稱擊穿，對(duì)應(yīng)電壓叫反向擊穿電壓。

擊穿并不意味管子損壞，若控制擊穿電流，電壓降低后，還可恢復(fù)正常。擊穿電壓U(BR)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)15(2)反向特性–0.02–0.040–25–50I/三、溫度對(duì)二級(jí)管特性的影響

1．溫度升高1℃，硅和鍺二極管導(dǎo)通時(shí)的正向壓降UF將減小2.5mv左右。

2．溫度每升高10℃，反向電流增加約一倍。

3．溫度升高UBR下降。

二極管的特性對(duì)溫度很敏感，具有負(fù)溫度系數(shù)。四、二級(jí)管的主要參數(shù)

1．最大整流電流IFIF為指二極管長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)允許通過(guò)的最大正向直流電流。IF與PN結(jié)的材料、面積及散熱條件有關(guān)。大功率二極管使用時(shí)，一般要加散熱片。在實(shí)際使用時(shí)，流過(guò)二極管最大平均電流不能超過(guò)IF，否則二極管會(huì)因過(guò)熱而損壞。

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第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)16三、溫度對(duì)二級(jí)管特性的影響1．溫度升高1℃，硅2.最高反向工作電壓UR

工作時(shí)允許加在二極管兩端的反向電壓值。通常將擊穿電壓UBR的一半定義為UR。3.反向電流IR通常希望IR值愈小愈好。4.最高工作頻率fM

fM值主要決定于PN結(jié)結(jié)電容的大小。結(jié)電容愈大，二極管允許的最高工作頻率愈低。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)172.最高反向工作電壓UR工作時(shí)允許加在二極管兩端的反向五、二極管的應(yīng)用

第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)1、整流電路整流電路是利用二極管的單向?qū)щ娮饔?，將交流電變成脈動(dòng)直流電的電路。具體電路將在第８章節(jié)中介紹。2．限幅電路限幅電路又稱削波電路，是用來(lái)限制輸入信號(hào)電壓范圍的電路。(1)單向限幅電路單向限幅電路如圖所示。輸入電壓和輸出電壓波形如圖所示。圖1－８單向限幅電路18五、二極管的應(yīng)用第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)(2)雙向限幅電路通常將具有上、下門限的限幅電路稱為雙向限幅電路，電路及其輸入波形如圖1-９所示。圖中電源電壓U1、U2用來(lái)控制它的上、下門限值。圖1-９雙向限幅電路19第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)3．鉗位電路鉗位電路是使輸出電位鉗制在某一數(shù)值上保持不變的電路。鉗位電路在數(shù)字電子技術(shù)中的應(yīng)用最廣。如圖1－10所示是數(shù)字電路中最基本的與門電路，也是鉗位電路的一種形式。設(shè)二極管為理想二極管，當(dāng)輸入U(xiǎn)A=UB=3V時(shí)，二極管VD1、VD2正偏導(dǎo)通，輸出電位被鉗制在UA和UB上，即UF=3V；當(dāng)UA=0V，UB=3V，則ＶD1導(dǎo)通，輸出被鉗制在UF=UA=0V，ＶD2反偏截止。RVD1VD2ABF輸入端輸出端+12V20第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)4．檢波電路檢波電路是把信號(hào)從已調(diào)波中檢出來(lái)的電路。檢波電路在調(diào)幅收音機(jī)及電視機(jī)中都有應(yīng)用，電路如圖1－11所示。CVDR￡-ui+￡-uo+L21第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)六、特殊二極管

1．發(fā)光二極管發(fā)光二極管（LED）是一種將電能轉(zhuǎn)換成光能的特殊二極管，它的外型和符號(hào)如圖1－12所示。在LED的管頭上一般都加裝了玻璃透鏡。圖1－12發(fā)光二極管的外型和符號(hào)通常制成LED的半導(dǎo)體中的摻雜濃度很高，當(dāng)向管子施加正向電壓時(shí)，大量的電子和空穴在空間電荷區(qū)復(fù)合時(shí)釋放出的能量大部分轉(zhuǎn)換為光能，從而使LED發(fā)光。使用時(shí)必須正向偏置。它工作時(shí)只需1.5~3V的正向電壓和幾毫安的電流就能正常發(fā)光，由于LED允許的工作電流小，使用時(shí)應(yīng)串聯(lián)限流電阻。22第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)2．光電二極管光電二極管又稱光敏二極管，是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的特殊二極管（受光器件）。光電二極管的符號(hào)如圖所示。光電二極管工作在反向偏置下，無(wú)光照時(shí)，流過(guò)光電二極管的電流（稱暗電流）很??；受光照時(shí)，產(chǎn)生電子—空穴對(duì)（稱光生載流子），在反向電壓作用下，流過(guò)光電二極管的電流（稱光電流）明顯增強(qiáng)。利用光電二極管可以制成光電傳感器，把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，從而實(shí)現(xiàn)控制或測(cè)量等。如果把發(fā)光二極管和光電二極管組合并封裝在一起，則構(gòu)成二極管型光電耦合器件，光電耦合器可以實(shí)現(xiàn)輸入和輸出電路的電氣隔離和實(shí)現(xiàn)信號(hào)的單方向傳遞。它常用在數(shù)/模電路或計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中做接口電路。受光面受光面23第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)3．變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管是利用PN結(jié)結(jié)電容可變?cè)碇瞥傻陌雽?dǎo)體器件，它仍工作在反向偏置狀態(tài)。變?nèi)荻O管的特點(diǎn)是結(jié)電容隨反偏電壓的變化而變化，它主要用在電視機(jī)、錄音機(jī)、收音機(jī)的調(diào)諧電路和自動(dòng)微調(diào)電路中，其電路符號(hào)如圖所示。24第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)4．穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管是一種在規(guī)定反向電流范圍內(nèi)可以重復(fù)擊穿的硅平面二極管。它的伏安特性曲線、圖形符號(hào)及穩(wěn)壓管電路如圖1－15所示。穩(wěn)壓管符號(hào)++I/mAU/VO+正向+反向UI25第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)穩(wěn)壓管主要參數(shù)如下：

1)穩(wěn)定電壓UzUz是穩(wěn)壓管反向擊穿穩(wěn)定工作的電壓。型號(hào)不同，Uz值就不同，根據(jù)需要查手冊(cè)確定。

2)穩(wěn)定電流IzIz是指穩(wěn)壓管工作的最小電流值。如果電流小于Iz，則穩(wěn)壓性能差，甚至失去穩(wěn)壓作用。

3)動(dòng)態(tài)電阻rzrz是穩(wěn)壓管在反向擊穿工作區(qū)，電壓的變化量與對(duì)應(yīng)的電流變化量的比值，即rz=△Uz/△Iz

rz越小，穩(wěn)壓性能越好。26第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三第三節(jié)半導(dǎo)體三極管一、三極管的結(jié)構(gòu)、電路符號(hào)、分類（2）三極管的分類(1)按結(jié)構(gòu)劃分：NPN和PNP。(2)按所用半導(dǎo)體材料劃分：硅管和鍺管。(3)按用途劃分：放大管和開(kāi)關(guān)管。(4)按工作頻率劃分：低頻管和高頻管。(5)按功率大小劃分：小功率管、中功率管、大功率管。（1）三極管的外形如下圖所示。X：低頻小功率管D：低頻大功率管G：高頻小功率管A：高頻大功率管第三節(jié)半導(dǎo)體三極管第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)27第三節(jié)半導(dǎo)體三極管一、三極管的結(jié)構(gòu)、電路符號(hào)、分類（2）第三節(jié)半導(dǎo)體三極管（3）三極管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)

NNPecb集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)集電極c基極b發(fā)射極eNPN型第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)28第三節(jié)半導(dǎo)體三極管（3）三極管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)NNPecb第三節(jié)半導(dǎo)體三極管（3）三極管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)

PPNecb集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)集電極c基極b發(fā)射極ePNP型第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)29第三節(jié)半導(dǎo)體三極管（3）三極管的結(jié)構(gòu)與符號(hào)PPNecb第三節(jié)半導(dǎo)體三極管注意：(1)兩種管子的電路符號(hào)用發(fā)射極箭頭方向的不同以示區(qū)別，箭頭方向表示發(fā)射結(jié)正偏時(shí)發(fā)射極電流的實(shí)際方向。(2)在使用時(shí)三極管的發(fā)射極和集電極不能互換。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)30第三節(jié)半導(dǎo)體三極管注意：第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二第三節(jié)半導(dǎo)體三極管二、三極管的電流放大作用及其放大基本條件

1．三極管各極的電流分配IB/mA00.010.020.030.040.05IC/mA0.010.561.141.742.332.91IE/mA0.010.571.161.772.372.96三極管電流分配實(shí)驗(yàn)電路

由下表得出規(guī)律：IE=IC+IB即發(fā)射極電流等于基極電流與集電極電流之和。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)31第三節(jié)半導(dǎo)體三極管二、三極管的電流放大作用及其放大基本條第三節(jié)半導(dǎo)體三極管2．三極管的電流放大作用（1）三極管的電流放大作用就是基極電流IB的微小變化控制了集電極電流IC較大的變化。（2）三極管放大電流時(shí)，被放大的IC是由電源VCC提供的，并不是三極管自身生成的，放大的實(shí)質(zhì)是小信號(hào)對(duì)大信號(hào)的控制作用。（3）三極管是一種電流控制器件。3．三極管放大的基本條件

（1）放大的偏置條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。（2）NPN管具有放大作用時(shí)的電位關(guān)系：UC＞UB＞UE；PNP管：UC＜UB＜UE。

第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)32第三節(jié)半導(dǎo)體三極管2．三極管的電流放大作用第三節(jié)半導(dǎo)體三極管三、三極管的輸入輸出特性曲線

三極管的各個(gè)電極上電壓和電流之間的關(guān)系曲線稱為三極管的伏安特性曲線或特性曲線。三極管在電路中的連接方式（組態(tài)）不同，其特性曲線也不同。用NPN型管組成的共射特性曲線測(cè)試電路如圖所示。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)33第三節(jié)半導(dǎo)體三極管三、三極管的輸入輸出特性曲線三極第三節(jié)半導(dǎo)體三極管1、輸入特性曲線

共射輸入特性曲線方程式：

(1)UCE=0時(shí)的輸入特性曲線OIB/A

當(dāng)UCE=0時(shí)，基極和發(fā)射極之間相當(dāng)于兩個(gè)PN結(jié)并聯(lián)。所以，當(dāng)b、e之間加正向電壓時(shí)，應(yīng)為兩個(gè)二極管并聯(lián)后的正向伏安特性。RbVBBcebIB+UBE_VBBIB+UBE_bce第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)34第三節(jié)半導(dǎo)體三極管1、輸入特性曲線共射輸入特第三節(jié)半導(dǎo)體三極管

(2)UCE>0時(shí)的輸入特性曲線

*特性右移*UCE

≥1V，特性曲線重合。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)35第三節(jié)半導(dǎo)體三極管(2)UCE>0時(shí)的輸入特第三節(jié)半導(dǎo)體三極管[例]:三極管工作狀態(tài)的判斷

測(cè)量某硅材料NPN型BJT各電極對(duì)地的電壓值如下，試判別管子工作在什么區(qū)域？（1）

VC＝6VVB＝0.7VVE＝0V（2）VC＝6VVB＝4VVE＝3.6V（3）VC＝3.6VVB＝4VVE＝3.4V正偏反偏反偏集電結(jié)正偏正偏反偏發(fā)射結(jié)飽和放大截止解：對(duì)NPN管而言，放大時(shí)VC＞VB＞VE

對(duì)PNP管而言，放大時(shí)VC＜VB＜VE

所以（1）放大區(qū)（2）截止區(qū)（3）飽和區(qū)UCE＜UBE

第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)36第三節(jié)半導(dǎo)體三極管[例]:三極管工作狀態(tài)的判斷測(cè)量第三節(jié)半導(dǎo)體三極管２、輸出特性100μA80μA60μA40μA20μAIB=0O51015

劃分四個(gè)區(qū)：截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)、擊穿區(qū)。飽和區(qū)放大區(qū)

①截止區(qū)IB≤0的區(qū)域。

兩個(gè)結(jié)都處于反向偏置。

IB=0時(shí)，IC=ICEO。

硅管約等于1A，鍺管約為幾十~幾百微安。截止區(qū)擊穿區(qū)IC

/mAUCE

/V4321O51015第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)37第三節(jié)半導(dǎo)體三極管２、輸出特性100μAO第三節(jié)半導(dǎo)體三極管100μA80μA60μA40μA20μAIB=0O51015放大區(qū)IC

/mAUCE

/V4321O51015②放大區(qū)條件：發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏對(duì)NPN管UBE>0，UBC<0

特點(diǎn)：各條輸出特性曲線比較平坦，近似為水平線，且等間隔。集電極電流和基極電流體現(xiàn)放大作用，即第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)38第三節(jié)半導(dǎo)體三極管100μAO5第三節(jié)半導(dǎo)體三極管100μA80μA60μA40μA20μAIB=0O51015IC

/mAUCE

/V4321O51015③飽和區(qū)條件：兩個(gè)結(jié)均正偏對(duì)NPN管UBE>0,UBC>0。

特點(diǎn)：IC基本上不隨IB而變化，在飽和區(qū)三極管失去放大作用。I

C

IB。飽和區(qū)

當(dāng)UCE=UBE，即UCB=0時(shí)，稱臨界飽和，UCE

<

UBE時(shí)稱為過(guò)飽和。飽和管壓降UCES<0.4V(硅管)，UCES<

0.2V(鍺管)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)39第三節(jié)半導(dǎo)體三極管100μAO5第三節(jié)半導(dǎo)體三極管100μA80μA60μA40μA20μAIB=0O51015IC

/mAUCE

/V4321O51015④擊穿區(qū)擊穿區(qū)當(dāng)三極管uCE增大到某一值時(shí)，iC將急劇增加，特性曲線迅速上翹，這時(shí)三極管發(fā)生擊穿。工作時(shí)應(yīng)避免管子擊穿。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)40第三節(jié)半導(dǎo)體三極管100μAO5第三節(jié)半導(dǎo)體三極管四、三極管的主要參數(shù)及溫度對(duì)特性的影響

1.電流放大系數(shù)（1）共射電流放大系數(shù)（2）共射直流電流放大系數(shù)忽略穿透電流ICEO時(shí)，第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)41第三節(jié)半導(dǎo)體三極管四、三極管的主要參數(shù)及溫度對(duì)特性的影響第三節(jié)半導(dǎo)體三極管（3）共基電流放大系數(shù)（4）共基直流電流放大系數(shù)忽略反向飽和電流ICBO時(shí)，

和

這兩個(gè)參數(shù)不是獨(dú)立的，而是互相聯(lián)系，關(guān)系為：第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)42第三節(jié)半導(dǎo)體三極管（3）共基電流放大系數(shù)（4）共基直第三節(jié)半導(dǎo)體三極管β與溫度的關(guān)系：溫度升高，β值增大。每升高1℃，β值增加0.5%～1%，反映在輸出特性曲線上就是各條曲線的間距增大。2.極間反向電流(1).集電極-基極反向飽和電流ICBOICBOcebA

小功率鍺管ICBO約為幾微安；硅管的ICBO小，有的為納安數(shù)量級(jí)。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)43第三節(jié)半導(dǎo)體三極管β與溫度的關(guān)系：溫度升高，β值第三節(jié)半導(dǎo)體三極管(2).集電極-發(fā)射極反向飽和電流(穿透電流)ICEOICEOAceb

當(dāng)b開(kāi)路時(shí)，c和e之間的電流。值愈大，則該管的ICEO也愈大。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)44第三節(jié)半導(dǎo)體三極管(2).集電極-發(fā)射極反向飽和電流(穿第三節(jié)半導(dǎo)體三極管3.極限參數(shù)它是表征三極管能安全工作的參數(shù)。(1).集電極最大允許電流ICM

當(dāng)IC過(guò)大時(shí)，三極管的值要減小。在IC=ICM時(shí)，值下降到額定值的三分之二。當(dāng)超過(guò)這個(gè)值時(shí)，放大性能下降或損壞管子。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)45第三節(jié)半導(dǎo)體三極管3.極限參數(shù)(1).集電極最大允許第三節(jié)半導(dǎo)體三極管（2）反向擊穿電壓U(BR)CBO

發(fā)射極開(kāi)路時(shí)，集電極－基極之間允許施加的最高反向電壓，超過(guò)此值，集電結(jié)發(fā)生反向擊穿。過(guò)電壓ICU(BR)CEOUCEO過(guò)損耗區(qū)安全工作區(qū)過(guò)流區(qū)ICMU(BR)EBO

集電極開(kāi)路時(shí)，發(fā)射極－基極之間允許施加的最高反向電壓。U(BR)CEO

基極開(kāi)路時(shí)，集電極與發(fā)射極之間所能承受的最高反向電壓。為可靠工作，使用時(shí)VCC取U(BR)CEO的1/2或2/3。在輸出特性曲線中，iB＝0的曲線開(kāi)始急劇上翹所對(duì)應(yīng)的電壓即為U(BR)CEO，其值比U(BR)CBO小。T↑，U(BR)↓。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)46第三節(jié)半導(dǎo)體三極管（2）反向擊穿電壓過(guò)電壓ICU(BR)第三節(jié)半導(dǎo)體三極管(3)集電極最大允許耗散功率PCM

將IC與UCE乘積等于規(guī)定的PCM值各點(diǎn)連接起來(lái)，可得一條雙曲線。ICUCE<PCM為安全工作區(qū)ICUCE>PCM為過(guò)損耗區(qū)ICUCEOPCM=ICUCE安全工作區(qū)過(guò)損耗區(qū)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)47第三節(jié)半導(dǎo)體三極管(3)集電極最大允許耗散功率PCM第三節(jié)半導(dǎo)體三極管[例]:測(cè)得工作在放大電路中幾個(gè)晶體管三個(gè)電極的電位U1、U2、U3分別為：

（1）U1=3.5V、U2=2.8V、U3=12V（2）U1=3V、U2=2.8V、U3=12V（3）U1=6V、U2=11.3V、U3=12V（4）U1=6V、U2=11.8V、U3=12V判斷它們是NPN型還是PNP型？是硅管還是鍺管？確定e、b、c分析得（1）U1b、U2e、U3cNPN硅（2）U1b、U2e、U3cNPN鍺（3）U1c、U2b、U3ePNP硅（4）U1c、U2b、U3ePNP鍺解:發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。對(duì)于NPN管UBE＞0，UBC＜0。先求UBE，若等于0.6--0.7V，為硅管；若等于0.2--0.3V，為鍺管。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)48第三節(jié)半導(dǎo)體三極管[例]:測(cè)得工作在放大電路中幾個(gè)晶體管第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管

場(chǎng)效應(yīng)管是僅由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電的半導(dǎo)體有源器件,它是一種由輸入信號(hào)電壓來(lái)控制其輸出電流大小的半導(dǎo)體三極管,為電壓控制器件。只有一種載流子參與導(dǎo)電，也稱單極型三極管。場(chǎng)效應(yīng)管分類結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管特點(diǎn)單極型器件(一種載流子導(dǎo)電)；

輸入電阻高；工藝簡(jiǎn)單、易集成、功耗小、體積小、成本低。第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)49第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管場(chǎng)效應(yīng)管是僅由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電的半導(dǎo)第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管N溝道P溝道N溝道P溝道（耗盡型）FET場(chǎng)效應(yīng)管JFET結(jié)型MOSFET絕緣柵型增強(qiáng)型耗盡型N溝道P溝道第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)50第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管N溝道P溝道N溝道P溝道（耗盡型）FET場(chǎng)第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管一、增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)及其工作原理1.結(jié)構(gòu)和符號(hào)P型襯底N+N+BGSDSiO2源極S襯底引線B柵極G圖1-26N溝道增強(qiáng)型MOS管的結(jié)構(gòu)GSDSiO2漏極DGSDSiO2SGDBN溝道符號(hào)SGDBIDP溝道符號(hào)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)51第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管一、增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)及其工作原理第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管2.工作原理與特性曲線以N溝道增強(qiáng)型MOS管為例進(jìn)行討論(1)工作原理工作時(shí),N溝道增強(qiáng)MOS管的柵源電壓和漏源電壓均為正向電壓。當(dāng)UGS=0時(shí)SBD

漏源之間相當(dāng)于兩個(gè)背靠背的PN結(jié),漏極與源極之間無(wú)導(dǎo)電溝道，即使加上,也無(wú)漏極電流,。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)52第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管2.工作原理與特性曲線以N溝道增強(qiáng)型MOS

UDS=0，0<UGS<UTP型襯底N+N+BGSD

P型襯底中的電子被吸引靠近SiO2與空穴復(fù)合，產(chǎn)生由負(fù)離子組成的耗盡層。增大UGS耗盡層變寬。VGG---------

UDS=0，UGS≥UT

由于吸引了足夠多的電子，會(huì)在耗盡層和SiO2之間形成可移動(dòng)的表面電荷層即N型導(dǎo)電溝道。---N型溝道UGS升高，N溝道變寬。因?yàn)閁DS=0，所以ID=0。UT為開(kāi)始形成反型層所需的UGS，稱開(kāi)啟電壓。第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)53UDS=0，0<UGS<UTP型襯底N+N+

UDS對(duì)導(dǎo)電溝道的影響(UGS>UT)

導(dǎo)電溝道呈現(xiàn)一個(gè)楔形。漏極形成電流ID。b.UDS=UGS–UT，

UGD=UT

靠近漏極溝道達(dá)到臨界開(kāi)啟程度，出現(xiàn)預(yù)夾斷。c.UDS>UGS–UT，

UGD<UT

由于夾斷區(qū)的溝道電阻很大，UDS逐漸增大時(shí)，導(dǎo)電溝道兩端電壓基本不變，ID因而基本不變。a.UDS<UGS–UT，即UGD=UGS–UDS>UTP型襯底N+N+BGSDVGGVDD夾斷區(qū)第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)54UDS對(duì)導(dǎo)電溝道的影響(UGS>UT)導(dǎo)電溝道呈第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管（2）特性曲線場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線常用的有輸出特性曲線和轉(zhuǎn)移特性曲線兩種。場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性又稱為漏極特性，關(guān)系式為：當(dāng)漏源電壓為某一定值時(shí)，漏極電流與柵源電壓之間的關(guān)系式為轉(zhuǎn)移特性關(guān)系式，即轉(zhuǎn)移特性UGS<UT，ID=0；

UGS≥UT，形成導(dǎo)電溝道，隨著UGS的增加，ID

逐漸增大。UT2UTIDOUGS/VID/mAO第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)55第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管（2）特性曲線場(chǎng)效應(yīng)管的特性曲線第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管N溝道增強(qiáng)型MOS管的輸出特性曲線預(yù)夾斷軌跡恒流區(qū)擊穿區(qū)

可變電阻區(qū)夾斷區(qū)1）可變電阻區(qū)（也稱非飽和區(qū)）2）恒流區(qū)（也稱飽和區(qū)、放大區(qū)、有源區(qū)）3）夾斷區(qū)（也稱截止區(qū)）4）擊穿區(qū)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)56第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管N溝道增強(qiáng)型MOS管的輸出特性曲線預(yù)夾斷軌第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管二、耗盡型絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)及其工作原理1.結(jié)構(gòu)和符號(hào)

與增強(qiáng)型的主要區(qū)別是:制造時(shí)已經(jīng)在二氧化硅的絕緣層中摻入正離子，這些正離子電場(chǎng)在P型襯底中“感應(yīng)”負(fù)電荷，漏、源極間形成了N型導(dǎo)電溝道（反型層）。N+++++++N+sdBＰ型襯底耗盡層摻雜后具有正離子的絕緣層Ｎ溝道管的結(jié)構(gòu)示意圖SGDBＮ溝道管符號(hào)Ｎ型溝道g第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)57第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管二、耗盡型絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)及其工作原第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管2.工作原理

當(dāng)uGS為正時(shí)，反型層變寬，溝道電阻變小，iD變大；而當(dāng)uGS為負(fù)時(shí)，反型層變窄，溝道電阻變大，iD變小。當(dāng)uGS減小到某一負(fù)值時(shí)，反型層消失，漏-源間的導(dǎo)電溝道隨之消失，iD=0。此時(shí)的uGS稱為夾斷電壓UGS(off)。工作條件：UDS>0；UGS正、負(fù)、零均可。iDsgdBN溝道符號(hào)iDsgdBP溝道符號(hào)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)58第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管2.工作原理當(dāng)uGS為正時(shí)，反第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管三、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的簡(jiǎn)介

圖1-30

結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管a）N溝道管的結(jié)構(gòu)示意圖

b）平面結(jié)構(gòu)示意圖c）N溝道管的電路符號(hào)

d)P溝道管的符號(hào)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)59第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管三、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的簡(jiǎn)介圖1-30

結(jié)型第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管1．結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管也分為N溝道和P溝道兩種。2．結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管中存在原始溝道，故屬于耗盡型。3．N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管正常工作時(shí)，柵源之間加反向電壓，即uGS＜0，使兩個(gè)PN結(jié)反偏；漏源之間加正向電壓，即uDS＞0，形成漏極電流iD。4．N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管工作在各個(gè)區(qū)域的條件：當(dāng)滿足uGS>UGS(off)(夾斷電壓)，uDS<uGS－UGS(off)時(shí)工作在可變電阻區(qū)；當(dāng)滿足uGS≥UGS(off)且uDS≥uGS－UGS(off)時(shí)工作在恒流區(qū)；當(dāng)滿足uGS<UGS(off)時(shí)工作在夾斷區(qū)。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)60第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管1．結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管也分為N溝道和P溝道兩種。第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管四、場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)

1．性能參數(shù)（1）開(kāi)啟電壓UGS(th)和夾斷電壓UGS(off)它指uDS一定時(shí)，使漏極電流iD等于某一微小電流時(shí)柵、源之間所加的電壓uGS，對(duì)于增強(qiáng)型MOS管稱為開(kāi)啟電壓UGS(th)，對(duì)于耗盡型MOS管稱為夾斷電壓UGS(off)。

（2）飽和漏極電流IDSS它是耗盡型管子的參數(shù)，指工作在飽和區(qū)的耗盡型場(chǎng)效應(yīng)管在uGS＝0時(shí)的飽和漏極電流。（3）直流輸入電阻RGS指漏、源極間短路時(shí)，柵、源直流電壓和柵極直流電流之比。結(jié)型管的大于Ω，而MOS管的大于Ω。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)61第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管四、場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)1．性能參第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管（4）低頻跨導(dǎo)gm用以描述柵源之間的電壓UGS對(duì)漏極電流ID的控制作用。單位：ID毫安(mA)；UGS伏(V)；gm毫西門子(mS)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)62第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管（4）低頻跨導(dǎo)gm用以描第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管2．極限參數(shù)

（1）最大漏極電流IDM

IDM是指管子在工作時(shí)允許的最大漏極電流。

（2）最大耗散功率PDM最大耗散功率PDM＝uDSiD，其值受管子的最高工作溫度的限制。

（3）漏源擊穿電壓U（BR）DS

它是漏、源極間所能承受的最大電壓，即uDS增大到使iD開(kāi)始急劇上升(管子擊穿)時(shí)的uDS值。

（4）柵源擊穿電壓U（BR）GS

它是指柵、源極間所能承受的最大電壓。uGS值超過(guò)此值時(shí)，柵源間發(fā)生擊穿。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)63第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管2．極限參數(shù)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管各類場(chǎng)效應(yīng)管比較表第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)64第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管各類場(chǎng)效應(yīng)管比較表第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知第五節(jié)單結(jié)晶體管及晶閘管簡(jiǎn)介第五節(jié)單結(jié)晶體管及晶閘管簡(jiǎn)介

晶閘管（VT），曾經(jīng)稱為可控硅（SCR），是一種工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)的大功率半導(dǎo)體器件。它的主要特點(diǎn)是控制能力很強(qiáng)，只要幾十到幾百毫安電流和幾伏電壓的小信號(hào)，便能控制大電流、高電壓（電流可達(dá)上千安，電壓可達(dá)上萬(wàn)伏）電路的導(dǎo)通和斷開(kāi)。具有體積小、重量輕、效率高、壽命長(zhǎng)、使用靈活方便等優(yōu)點(diǎn)。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)65第五節(jié)單結(jié)晶體管及晶閘管簡(jiǎn)介第五節(jié)單結(jié)晶體管一、晶閘管的基本結(jié)構(gòu)晶閘管外形圖第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第五節(jié)單結(jié)晶體管及晶閘管簡(jiǎn)介第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)66一、晶閘管的基本結(jié)構(gòu)晶閘管外形圖第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)一、晶閘管的基本結(jié)構(gòu)KKK陽(yáng)極陰極控制極晶閘管的結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第五節(jié)單結(jié)晶體管及晶閘管簡(jiǎn)介第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)67一、晶閘管的基本結(jié)構(gòu)KKK陽(yáng)極陰極控制極晶閘管的結(jié)構(gòu)示意圖和二、晶閘管的工作原理UGGSUAA不亮不亮SUAAUGG實(shí)驗(yàn)電路第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第五節(jié)單結(jié)晶體管及晶閘管簡(jiǎn)介第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)68二、晶閘管的工作原理UGGSUAA不亮不亮SUAAUGG實(shí)驗(yàn)二、晶閘管的工作原理UGGSUAA亮從實(shí)驗(yàn)可知，晶閘管導(dǎo)通必須具備兩個(gè)條件：①晶閘管陽(yáng)極與陰極之間加正向電壓；②晶閘管控制極與陰極之間加正向電壓．晶閘管導(dǎo)通后，若Ｓ斷開(kāi)，燈仍然亮．

晶閘管導(dǎo)通后，采用下列措施才能將其關(guān)斷：1、使陽(yáng)極電流減小到小于維持電流IH的數(shù)值；2、在陽(yáng)極和陰極之間加反向電壓。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第五節(jié)單結(jié)晶體管及晶閘管簡(jiǎn)介第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)69二、晶閘管的工作原理UGGSUAA亮從實(shí)驗(yàn)可知，晶閘管導(dǎo)通必三、晶閘管的伏安特性O(shè)UAKIAUBOABCIHIG=0正向阻斷特性：當(dāng)IG=0，而陽(yáng)極電壓不超過(guò)一定值時(shí)，管子處于阻斷狀態(tài)。UBO

——正向轉(zhuǎn)折電壓正向?qū)ㄌ匦裕汗茏訉?dǎo)通后，伏安特性與二極管的正向特性相似。IH

——維持電流當(dāng)控制極電流IG0時(shí)，使晶閘管由阻斷變?yōu)閷?dǎo)通所需的陽(yáng)極電壓減小。IG增大反向特性：與二極管的反向特性相似。UBR第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第五節(jié)單結(jié)晶體管及晶閘管簡(jiǎn)介第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)70三、晶閘管的伏安特性O(shè)UAKIAUBOABCIHIG=0四、晶閘管的主要參數(shù)1.正向重復(fù)峰值電壓UDRM:

控制極開(kāi)路，允許重復(fù)作用在晶閘管上的最大正向電壓。2.反向重復(fù)峰值電壓URRM:

控制極開(kāi)路，允許重復(fù)作用在晶閘管上的最大反向電壓。3.額定正向平均電流IF:

連續(xù)通過(guò)的工頻正弦波電流平均值。4.維持電流IH:

控制極開(kāi)路，維持導(dǎo)通的最小陽(yáng)極電流。5.觸發(fā)電壓UG和觸發(fā)電流IG:

u=6v時(shí)使晶閘管導(dǎo)通所需最小的控制極電壓和電流，一般為1~5V和幾十至幾百mA。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第五節(jié)單結(jié)晶體管及晶閘管簡(jiǎn)介第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)71四、晶閘管的主要參數(shù)1.正向重復(fù)峰值電壓UDRM:第第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第五節(jié)單結(jié)晶體管及晶閘管簡(jiǎn)介第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)五、單結(jié)晶體管1．單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品外形它是在一個(gè)低摻雜的Ｎ型硅片上利用擴(kuò)散工藝形成一個(gè)高摻雜的Ｐ區(qū)，在Ｐ區(qū)和Ｎ型邊界形成ＰＮ結(jié)，然后從Ｐ區(qū)引出電極，稱這發(fā)射極e，從Ｎ型硅片的兩端各引出一個(gè)電極，分別成為基極b1和基極b２。單結(jié)晶體管有兩個(gè)基極，因此出稱雙基極晶體管72第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第五節(jié)單結(jié)晶體管及晶閘管第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第五節(jié)單結(jié)晶體管及晶閘管簡(jiǎn)介第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)2．單結(jié)晶體管的基本特性圖1－34單結(jié)晶體管特性曲線和測(cè)量電路73第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第五節(jié)單結(jié)晶體管及晶閘管第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第五節(jié)單結(jié)晶體管及晶閘管簡(jiǎn)介第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)3．單結(jié)晶體管的典型應(yīng)用（1）利用單結(jié)晶體管的負(fù)阻特性可以組成如圖1－35(a)所示的振蕩電路，這種電路產(chǎn)生的脈沖常用于晶閘管的觸發(fā)。

(a)(b)圖1－35單結(jié)晶體管構(gòu)成的振蕩電路74第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第五節(jié)單結(jié)晶體管及晶閘管第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第五節(jié)單結(jié)晶體管及晶閘管簡(jiǎn)介第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)

（2）晶閘管可控觸發(fā)VD1VD3VD2VD4RP~220VCR1R2BAVTTRLtuA(t)75第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第五節(jié)單結(jié)晶體管及晶閘管本章結(jié)束江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程系76本章結(jié)束江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院76第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)77第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)1第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述

半導(dǎo)體器件是電子線路的核心器件。只有掌握半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)、性能、工作原理和特點(diǎn)，才能正確分析電子電路工作原理，正確選擇和合理使用半導(dǎo)體器件。本章主要介紹二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、晶閘管的結(jié)構(gòu)、性能、主要參數(shù)以及常用器件的識(shí)別與性能測(cè)試等。

本章重點(diǎn)：PN結(jié)的特性、晶體三極管、場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理、主要參數(shù)和外特性。

本章難點(diǎn)：PN結(jié)的形成、三極管電流放大作用本章概述第一節(jié)本章概述第五節(jié)78第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)

一、半導(dǎo)體的概念

半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)。常用的半導(dǎo)體材料有硅（Si）、鍺（Ge）、硒（Se）和砷化鎵（GaAs）等。二、半導(dǎo)體的特性（1）熱敏特性和光敏特性：溫度升高或受到光照，半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電能力增強(qiáng)。（2）摻雜特性

：本征半導(dǎo)體中摻入某種微量元素(雜質(zhì))后，它的導(dǎo)電能力增強(qiáng)，利用該特性可形成雜質(zhì)半導(dǎo)體。

第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)

第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)79第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)一、半導(dǎo)體的概念第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)

圖1-1共價(jià)健結(jié)構(gòu)與空穴產(chǎn)生示意圖第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)三、本征半導(dǎo)體

純凈的不含任何雜質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)排列整齊的半導(dǎo)體。共價(jià)鍵：相鄰原子共有價(jià)電子所形成的束縛。半導(dǎo)體中有自由電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電?？昭óa(chǎn)生：價(jià)電子獲得能量掙脫原子核吸引和共價(jià)鍵束縛后留下的空位，空穴帶正電。80第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)圖1-1共價(jià)健結(jié)構(gòu)與空穴四、N型和P型半導(dǎo)體(1)N型半導(dǎo)體(N-typesemiconductor)在四價(jià)的本征半導(dǎo)體(硅)中摻入微量五價(jià)元素磷，就形成了N型半導(dǎo)體。(2)P型半導(dǎo)體(P-typesemiconductor)：在四價(jià)的本征半導(dǎo)體(硅)中摻入微量三價(jià)元素(硼)就形成P型半導(dǎo)體。a)N型半導(dǎo)體

b)P型半導(dǎo)體第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)81四、N型和P型半導(dǎo)體a)N型半導(dǎo)體

五、PN結(jié)1．PN結(jié)的形成第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)PN結(jié)P區(qū)N區(qū)內(nèi)電場(chǎng)電子空穴PN結(jié)的形成在一塊純凈的半導(dǎo)體晶體上，采用特殊摻雜工藝，在兩側(cè)分別摻入三價(jià)元素和五價(jià)元素。一側(cè)形成P型半導(dǎo)體，另一側(cè)形成N型半導(dǎo)體如圖所示。82五、PN結(jié)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)

2．PN結(jié)的單向?qū)щ娦援?dāng)PN結(jié)的兩端加上正向電壓，即P區(qū)接電源的正極，N區(qū)接電源的負(fù)極，稱為PN結(jié)正偏，如圖所示。ER變窄P區(qū)N區(qū)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)IPN結(jié)正偏83第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)

第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)PN結(jié)反偏如果給PN外加反向電壓，即P區(qū)接電源的負(fù)極，N區(qū)接電源的正極，稱為PN結(jié)反偏，如圖所示。外加電壓在PN結(jié)上所形成的外電場(chǎng)與PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)的方向相同，增強(qiáng)了內(nèi)電場(chǎng)的作用，破壞了原有的動(dòng)態(tài)平衡，使PN結(jié)變厚，加強(qiáng)了少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)，由于少數(shù)載流子的數(shù)量很少，所以只有很小的反向電流，一般情況下可以忽略不計(jì)。這時(shí)稱PN結(jié)為反向截止?fàn)顟B(tài)。ER變寬P區(qū)N區(qū)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)I=0PN結(jié)正偏時(shí)導(dǎo)通，反偏時(shí)截止，因此它具有單向?qū)щ娦?，這也是PN結(jié)的重要特性84第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)半導(dǎo)體的基本知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)體二極管一、二極管的結(jié)構(gòu)、類型、電路符號(hào)

通過(guò)一定的生產(chǎn)工藝把半導(dǎo)體的P區(qū)和N區(qū)部分結(jié)合在一起，則它們的交界處就會(huì)形成一個(gè)具有單向?qū)щ娦缘谋樱Q為PN結(jié)。以PN結(jié)為管芯，在P區(qū)和N區(qū)均接上電極引線，并以外殼封裝，就制成了半導(dǎo)體二極管，簡(jiǎn)稱二極管。1、二極管電路符號(hào)：箭頭方向表示二極管導(dǎo)通時(shí)的電流方向。a)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

b)電路符號(hào)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)85第二節(jié)半導(dǎo)體二極管一、二極管的結(jié)構(gòu)、類型、電路符號(hào)

2、二極管的分類

(1)按所用材料不同劃分：硅管和鍺管(2)按制造工藝不同劃分①點(diǎn)接觸型：結(jié)電容很小，允許通過(guò)的電流也很?。◣资涟惨韵拢m用于高頻檢波、變頻、高頻振蕩等場(chǎng)合。2AP系列和2AK系列；②面接觸型：允許通過(guò)的電流較大，結(jié)電容也大，工作頻率較低，用作整流器件。如國(guó)產(chǎn)硅二極管2CP和2CZ系列；③硅平面型，2CK系列開(kāi)關(guān)管。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)862、二極管的分類第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二圖

二極管結(jié)構(gòu)

a)點(diǎn)接觸型

b)硅面接觸型

c)硅平面型第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)87圖

二極管結(jié)構(gòu)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)體二、二極管的伏安特性

1、二極管的單向?qū)щ娦匀鐖D，(a)中的開(kāi)關(guān)閉合，燈亮，大電流；圖(b)開(kāi)關(guān)閉合，燈不亮，電流幾乎為零。

半導(dǎo)體二極管單向?qū)щ娦詫?shí)驗(yàn)

a)二極管正向偏置

b)二極管反向偏置二極管正偏導(dǎo)通，反偏截止的這種特性稱為單向?qū)щ娦?/p>

第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)88二、二極管的伏安特性如圖，(a)中的開(kāi)關(guān)閉合，燈2、二極管的伏安特性

在二極管的兩端加上電壓，測(cè)量流過(guò)管子的電流，I=f

(U

)之間的關(guān)系曲線。硅管的伏安特性604020–0.002–0.00400.51.0–25–50I/mAU/V正向特性死區(qū)電壓擊穿電壓U(BR)反向特性第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)892、二極管的伏安特性在二極管的兩端加上電壓，測(cè)量流過(guò)（1）正向特性

當(dāng)正向電壓比較小時(shí)，正向電流很小，幾乎為零。相應(yīng)的電壓叫死區(qū)電壓。范圍稱死區(qū)。死區(qū)電壓與材料和溫度有關(guān)，硅管約0.5V左右，鍺管約0.1V左右。

當(dāng)正向電壓超過(guò)死區(qū)電壓后，隨著電壓的升高，正向電流迅速增大。正向特性60402000.40.8I/mAU/V第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)90（1）正向特性當(dāng)正向電壓比較小時(shí)，正向電流很小，(2)反向特性–0.02–0.040–25–50I/mAU/V反向特性

當(dāng)電壓超過(guò)零點(diǎn)幾伏后，反向電流不隨電壓增加而增大，即飽和；

二極管加反向電壓，反向電流很小,

如果反向電壓繼續(xù)升高，大到一定數(shù)值時(shí)，反向電流會(huì)突然增大,反向飽和電流這種現(xiàn)象稱擊穿，對(duì)應(yīng)電壓叫反向擊穿電壓。

擊穿并不意味管子損壞，若控制擊穿電流，電壓降低后，還可恢復(fù)正常。擊穿電壓U(BR)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)91(2)反向特性–0.02–0.040–25–50I/三、溫度對(duì)二級(jí)管特性的影響

1．溫度升高1℃，硅和鍺二極管導(dǎo)通時(shí)的正向壓降UF將減小2.5mv左右。

2．溫度每升高10℃，反向電流增加約一倍。

3．溫度升高UBR下降。

二極管的特性對(duì)溫度很敏感，具有負(fù)溫度系數(shù)。四、二級(jí)管的主要參數(shù)

1．最大整流電流IFIF為指二極管長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)允許通過(guò)的最大正向直流電流。IF與PN結(jié)的材料、面積及散熱條件有關(guān)。大功率二極管使用時(shí)，一般要加散熱片。在實(shí)際使用時(shí)，流過(guò)二極管最大平均電流不能超過(guò)IF，否則二極管會(huì)因過(guò)熱而損壞。

第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)92三、溫度對(duì)二級(jí)管特性的影響1．溫度升高1℃，硅2.最高反向工作電壓UR

工作時(shí)允許加在二極管兩端的反向電壓值。通常將擊穿電壓UBR的一半定義為UR。3.反向電流IR通常希望IR值愈小愈好。4.最高工作頻率fM

fM值主要決定于PN結(jié)結(jié)電容的大小。結(jié)電容愈大，二極管允許的最高工作頻率愈低。第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)932.最高反向工作電壓UR工作時(shí)允許加在二極管兩端的反向五、二極管的應(yīng)用

第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)1、整流電路整流電路是利用二極管的單向?qū)щ娮饔?，將交流電變成脈動(dòng)直流電的電路。具體電路將在第８章節(jié)中介紹。2．限幅電路限幅電路又稱削波電路，是用來(lái)限制輸入信號(hào)電壓范圍的電路。(1)單向限幅電路單向限幅電路如圖所示。輸入電壓和輸出電壓波形如圖所示。圖1－８單向限幅電路94五、二極管的應(yīng)用第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)(2)雙向限幅電路通常將具有上、下門限的限幅電路稱為雙向限幅電路，電路及其輸入波形如圖1-９所示。圖中電源電壓U1、U2用來(lái)控制它的上、下門限值。圖1-９雙向限幅電路95第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)3．鉗位電路鉗位電路是使輸出電位鉗制在某一數(shù)值上保持不變的電路。鉗位電路在數(shù)字電子技術(shù)中的應(yīng)用最廣。如圖1－10所示是數(shù)字電路中最基本的與門電路，也是鉗位電路的一種形式。設(shè)二極管為理想二極管，當(dāng)輸入U(xiǎn)A=UB=3V時(shí)，二極管VD1、VD2正偏導(dǎo)通，輸出電位被鉗制在UA和UB上，即UF=3V；當(dāng)UA=0V，UB=3V，則ＶD1導(dǎo)通，輸出被鉗制在UF=UA=0V，ＶD2反偏截止。RVD1VD2ABF輸入端輸出端+12V96第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)4．檢波電路檢波電路是把信號(hào)從已調(diào)波中檢出來(lái)的電路。檢波電路在調(diào)幅收音機(jī)及電視機(jī)中都有應(yīng)用，電路如圖1－11所示。CVDR￡-ui+￡-uo+L97第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)六、特殊二極管

1．發(fā)光二極管發(fā)光二極管（LED）是一種將電能轉(zhuǎn)換成光能的特殊二極管，它的外型和符號(hào)如圖1－12所示。在LED的管頭上一般都加裝了玻璃透鏡。圖1－12發(fā)光二極管的外型和符號(hào)通常制成LED的半導(dǎo)體中的摻雜濃度很高，當(dāng)向管子施加正向電壓時(shí)，大量的電子和空穴在空間電荷區(qū)復(fù)合時(shí)釋放出的能量大部分轉(zhuǎn)換為光能，從而使LED發(fā)光。使用時(shí)必須正向偏置。它工作時(shí)只需1.5~3V的正向電壓和幾毫安的電流就能正常發(fā)光，由于LED允許的工作電流小，使用時(shí)應(yīng)串聯(lián)限流電阻。98第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)2．光電二極管光電二極管又稱光敏二極管，是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的特殊二極管（受光器件）。光電二極管的符號(hào)如圖所示。光電二極管工作在反向偏置下，無(wú)光照時(shí)，流過(guò)光電二極管的電流（稱暗電流）很??；受光照時(shí)，產(chǎn)生電子—空穴對(duì)（稱光生載流子），在反向電壓作用下，流過(guò)光電二極管的電流（稱光電流）明顯增強(qiáng)。利用光電二極管可以制成光電傳感器，把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，從而實(shí)現(xiàn)控制或測(cè)量等。如果把發(fā)光二極管和光電二極管組合并封裝在一起，則構(gòu)成二極管型光電耦合器件，光電耦合器可以實(shí)現(xiàn)輸入和輸出電路的電氣隔離和實(shí)現(xiàn)信號(hào)的單方向傳遞。它常用在數(shù)/模電路或計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中做接口電路。受光面受光面99第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)3．變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管是利用PN結(jié)結(jié)電容可變?cè)碇瞥傻陌雽?dǎo)體器件，它仍工作在反向偏置狀態(tài)。變?nèi)荻O管的特點(diǎn)是結(jié)電容隨反偏電壓的變化而變化，它主要用在電視機(jī)、錄音機(jī)、收音機(jī)的調(diào)諧電路和自動(dòng)微調(diào)電路中，其電路符號(hào)如圖所示。100第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)4．穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管是一種在規(guī)定反向電流范圍內(nèi)可以重復(fù)擊穿的硅平面二極管。它的伏安特性曲線、圖形符號(hào)及穩(wěn)壓管電路如圖1－15所示。穩(wěn)壓管符號(hào)++I/mAU/VO+正向+反向UI101第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)

第二節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)本章概述第一節(jié)第五節(jié)穩(wěn)壓管主要參數(shù)如下：

1)穩(wěn)定電壓UzUz是穩(wěn)壓管反向擊穿穩(wěn)定工作的電壓。型號(hào)不同，Uz值就不同，根據(jù)需要查手冊(cè)確定。

2)穩(wěn)定電流IzIz是指穩(wěn)壓管工作的最小電流值。如果電流小于Iz，則穩(wěn)壓性能差，甚至失去穩(wěn)壓作用。

3)動(dòng)態(tài)電阻rzrz是穩(wěn)壓管在反向擊穿工作區(qū)，電壓的變化量與對(duì)應(yīng)的電流變化量的比值，即rz=△Uz/△Iz

rz越小，穩(wěn)壓性能越好。102第一章半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)知識(shí)第