《极管、三极管》PPT课件

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1、半导体器件1半导体的基础知识，P型硅，N型硅2PN结及半导体二极管3特殊二极管4半导体三极管5场效应管1.1本征半导体现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。Si硅原子Ge锗原子§1半导体的基本知识化学元素周期表通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。完全纯净的、结构完整的半导体晶体，称为本征半导体。在硅和锗晶体中，每个原子与其相临的原子之间形成共价键，共用一对价电子。硅和锗的共价键结构共价键共用电子对+4+4+4+4+4表示除去价电子后的原子共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子，常温下束缚电子很难脱离

2、共价键成为自由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。+4+4+4+41.2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。载流子：电子，空穴N型半导体（主要载流子为电子，电子半导体）P型半导体（主要载流子为空穴，空穴半导体）N型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷（或锑），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，磷原子的最外层有五个价电子，其中四个

3、与相临的半导体原子形成共价键，必定多出一个电子，这个电子几乎不受束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样磷原子就成了不能移动的带正电的离子。每个磷原子给出一个电子，称为施主原子。硅或锗+少量磷N型半导体N型半导体多余电子磷原子硅原子+N型硅表示SiPSiSiP型半导体在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼（或铟），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，硼原子的最外层有三个价电子，与相临的半导体原子形成共价键时，产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚电子来填补，使得硼原子成为不能移动的带负电的离子。由于硼原子接受电子，所以称为受主原子。硅或锗+少量硼P型半导体

4、空穴P型半导体硼原子P型硅表示SiSiSiB硅原子空穴被认为带一个单位的正电荷，并且可以移动杂质半导体的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半导体++++++++++++++++++++++++N型半导体2.1PN结的形成在同一片半导体基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了PN结。§2PN结及半导体二极管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，空间电荷区越

5、宽。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。在半导体中由于浓度差别，多数载流子（多子）从浓度高向浓度低的区域移动，称扩散运动；形成扩散电流。少数载流子（少子）在内电场作用下，有规则的运动称为漂移运动；形成漂移电流。漂移运动P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场E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。－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++

6、+++++++++++++空间电荷区N型区P型区电位VV01.空间电荷区中没有载流子。2.空间电荷区中内电场阻碍P区中的空穴，N区中的电子（都是多子）向对方运动（扩散运动）。3.P区中的电子和N区中的空穴（都是少子），数量有限，因此由它们形成的电流很小。（漂移运动）注意:一、PN结正向偏置内电场外电场－－－－++++REPN+_内电场被削弱，扩散飘移，多子的扩散加强能够形成较大的扩散电流(正向电流）。2.PN结的单向导电性空间电荷区变薄正向电流PN结处于导通状态PN结正向偏置的意思是：P区加正、N区加负电压。只允许一个方向的电流通过。形成正向电流，称正向

7、导通。二、PN结反向偏置－－－－++++内电场外电场NP+_内电场被加强，多子的扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有限，只能形成较小的反向电流。RE空间电荷区变厚PN结处于截止状态反向电流PN结反向偏置的意思是：P区加负、N区加正电压。反向电流极小，称反向截止。2.3半导体二极管(1)基本结构PN结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。PNPN符号阳极阴极(2)伏安特性UI导通压降:硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。反向击穿电压U(BR)死区电压硅管0.5V,锗管0.2V。UIE+-反向漏电流（很小，A级）二极管主要参数最大整流电流：最大正向平

8、均电流IOm；最大反向电压：最高反向工作电压URm；最大反向电流：