第1章 电子元器件基本知识

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1、第1章电子元器件基本知识1.1半导体基本知识1.2半导体二极管1.3半导体三极管1.4场效应管1.1半导体基本知识1.1.1半导体的特点1.本征半导体所谓本征半导体就是结构完整的、纯净的不掺杂任何杂质的半导体。2.自由电子和空穴共价键中的电子不是自由的，不能自由运动。即本征半导体是不导电的。下一页返回1.1半导体基本知识3.杂质半导体1）N型半导体在本征半导体硅（或锗）中掺入微量五价元素（如磷）后，就可形成N型半导体。2）P型半导体在本征半导体硅（或锗）中掺入微量五价元素（如硼）后，就可形成P型半导体。上一页下一页1.1半导体基本知识1.1.2PN结形成与特点1.PN结的形成在一块完整的半

2、导体晶片的两边，通过掺杂工艺分别做成P型半导体和N型半导体，在它们的交界面处将形成一个具有特殊性能的带电薄层，这个带点薄层就叫做PN结。2.PN结的单向导电性1）PN结正向偏置当PN结的P区接电源正极，N区接电源负极时，称为给PN结上一页下一页1.1半导体基本知识外加正向偏置电压，简称正偏。2）PN结反向偏置当PN结的P区接电源负极，N区接电源正极时，称为给PN结外加反向偏置电压，简称反偏。由于外加电源产生的电场与PN结内电场方向相同，加强了内电场，使PN结变宽，阻碍了P区和N区多数载流子向对方的扩散。在外电场作用下，只有少数载流子形成了极为微弱的电流，称为反向电流。此时PN结处于反向截止

3、状态。应当指出，反向电流是少数载流子由于热激发产生，因而反向电流受温度影响很大。上一页返回1.2半导体二极管1.2.1二极管的结构和类型1.结构和符号PN结用管壳封装，并在两端引出两根电极引线，便构成了二极管。二极管是最基本的半导体器件，它广泛应用于整流、稳压、检波和开关等电子技术领域。常见二极管的外形及二极管的电路符号如图1-6所示，三角形表示P区，短线表示N区。下一页返回图1-6返回1.2半导体二极管2.类型依据不同的分类方法，可对二极管的类型做以下归类：（1）按制造材料分：有硅二极管、锗二极管等。（2）按用途分：有整流、稳压、检波、开关等二极管。（3）按结构分：有点接触型、面结型和平

4、面型二极管。（4）按功率分：有大功率、中功率、小功率二极管。（5）按封装形式分：有金属封装和塑料封装二极管。上一页下一页1.2半导体二极管1.2.2二极管的特性及参数1.二极管的单向导电性半导体二极管的核心其实就是一个PN结，二极管的特性就是PN结的特性，即单向导电性。1）二极管正向运用二极管的正极接高电位，负极接低电位（即PN结的P区接高电位，N区接低电位），称为二极管处于正向运用，又称为外加正向电压或叫正向偏置。2）二极管反向运用二极管的正极接低电位，负极接高电位（即PN结的P区接低上一页下一页1.2半导体二极管电位，N区接高电位），称为二极管反向运用，又称为外加反向电压或叫反向偏置。

5、此时流过二极管的电流非常小，仅为零点几μA，而且反向电压增大时，反向电流几乎不变，该电流称为反向饱和电流，记为IS，我们称二极管处于截止状态。2.二极管的反向击穿特性二极管反向应用时，当反向电压超过一定数值时，反向电流会急剧增加，这种现象称为二极管反向击穿。3.二极管的温度特性上一页下一页1.2半导体二极管二极管的核心是一个PN结，它的导电性能对温度比较敏感，温度对二极管的影响主要有两个方面：一是反向饱和电流IS随温度升高而增大，二是正向压随温度升高而降低。4.二极管的主要参数1）最大整流电流IF最大整流电流IF是指二极管长期工作时，所允许通过的最大正向平均电流。2）反向击穿电压U(BR)

6、引起二极管反向击穿的电压。上一页下一页1.2半导体二极管3）最大反向工作电压URM实际使用时加在二极管两端的最大反向电压。4）反向饱和电流IR反向饱和电流IR是指在规定的反向电压和室温下所测得的反向电流值。5）最高工作频率fM6）直流电阻RD二极管直流电阻RD指加在二极管两端的直流电压与流过二极管两端的直流电流的比值。上一页下一页1.2半导体二极管1.2.3二极管的应用电路举例1.整流电路所谓整流，就是指把交流电压变成直流电压的过程。2.限幅电路如图1-11（a）是一个简单限幅电路，理想二极管D，限流电阻R，直流电压U。当输入信号电压ui≥U时，二极管D导通，u0=U；当输入信号电压ui≤

7、U；D截止，视为开路，u0=ui，输入、输出波形如图1-11（b）所示，显然，该电路能把输出信号的最高电平限制在某一数值上，称为上限幅电路。上一页下一页图1-11返回1.2半导体二极管1.2.4特殊二极管及应用1.稳压二极管1）稳压二极管的工作特性利用二极管的反向击穿特性制成的专用二极管称为稳压二极管，其工作原理是利用PN结发生反向击穿时，流过二极管的反向电流在较大范围内变化而二极管两端电压基本不变这一特点。2）稳压二极