电工电子技术基础课件第七章

《电工电子技术基础课件第七章》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、半导体器件及其电路第三篇电子技术基础第七章半导体器件及其电路第一节 半导体二极管、三极管第二节  单级基本放大电路第三节  单相整流电路第四节集成电路简介半导体器件及其电路第一节半导体二极管、三极管1．半导体的基本知识半导体是导电能力介于导体与绝缘体之间的物质。常用的半导体材料有硅和锗等,它们都是四价元素。半导体中的载流子有两种：一种是带负电荷的自由电子，另一种是带正电荷的空穴。半导体中自由电子和空穴的数目相等，但总数不多，远远低于金属导体中载流子的数量，因此，半导体的导电性能比导体差而比绝缘体强。半导体器件及

2、其电路纯净的半导体(又称为本征半导体)的导电能力很弱，但如果人为地掺入某种微量元素，其导电能力会明显增强，这就是半导体的掺杂特性。大多数半导体都是利用这一特性制成的。当环境温度升高或光照增强时，半导体的导电能力也将随之增强。某些半导体还分别对气体、磁及机械力等十分敏感，利用这些特性可以制成各种特殊用途的半导体器件。半导体器件及其电路2．P型半导体和N型半导体在纯净半导体中掺入微量三价元素硼或铟等，可得到P型半导体，又称空穴型半导体。其内部空穴的数目多于自由电子的数目，即空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。在

3、纯净半导体中掺入微量五价元素磷或锑等，可得到N型半导体，又称电子型半导体。其内部自由电子的数目多于空穴的数目，即自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。半导体器件及其电路3．PN结及其单向导电性在硅或锗单晶基片上，分别加工出P型区和N型区，在它们交界面上会形成一个特殊薄层，称为PN结，如图7．1所示。图7．1PN结示意图半导体器件及其电路在PN结上加正向电压时，即PN结的P区接电源正极，N区接电源负极，PN结中有较大电流通过，正向电阻很小，PN结处于导通状态；在PN结上加反向电压时，即PN结的N区接电源正极，P

4、区接电源负极，PN结中只有很小的电流通过，或者可以认为没有电流通过，反向电阻很大，PN结处于截止状态。这就是PN结的重要特性即单向导电性。二极管、三体管及其它各种半导体器件的工作特性，都是以PN结的单向导电性为基础的。半导体器件及其电路二、二极管的结构、符号和类型1．结构和符号半导体二极管(简称二极管)就是由一个PN结构成的最简单的半导体器件。在一个PN结的P型区和N型区各引出一条线，然后再封装在管壳内，就制成一只二极管。P型区引出端叫正极(阳极)，N型区引出端叫负极(阴极)。如图7．2a所示。二极管的文字符号

5、为“VD”，图形符号如图7．2b所示，图形符号中箭头表示PN结正向电流的方向。半导体器件及其电路图7．2二极管的结构与符号图7．3几种常见二极管的外形由于在实际应用中要用到二极管不同的功能和用途，所以二极管不仅大小不同，而且外形和封装各异。图7．3中，从左到右是由小功率到大功率的几种常见二极管的外形。VD半导体器件及其电路2．类型二极管根据外形、结构、材料、功率和用途可分成各种类型。（1）二极管按材料分类：硅二极管和锗二极管（2）二极管按制造工艺分类：点接触型和面接触型。（3）二极管按用途分类：普通二极管、整流

6、二极管、稳压二极管、光敏二极管、热敏二极管、发光二极管等。按国标GB249一74的规定，国产二极管的型号命名方法见表7．1。半导体器件及其电路表7．1二极管的型号第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用数字表器件电极数目用拼音字母表示器件材料和极性用汉语拼音表示器件的类型用数字表示器件的序号用汉语拼音字母表示规格号符号意义符号意义符号意义2二极管ABCDN型锗材料P型锗材料N型硅材料P型硅材料PZWK普通管整流管稳压管开关管半导体器件及其电路三、二极管的伏安特性曲线二极管的伏安特性是指加在二极管两端的电压和流

7、过二极管的电流之间的关系。如图7．6所示，改变二极管正向电压和反向电压，把测得的电压和电流之间的对应数据绘制在以电压为横坐标、电流为纵坐标的直角坐标系中，就得到二极管的伏安特性曲线。可以看出，二极管的伏安特性曲线有下列特点：半导体器件及其电路1．正向导通特性当正向电压超过一定数值后(硅管为0．5V，锗管为0．2V，称为死区电压)，流过二极管的电流随电压的升高而明显增加，二极管的电阻变得很小，进入导通状态。由图7．6可见，导通后二极管两端的正向压降几乎不随流过电流的大小而变化，硅管的正向压降约为0．7V，锗管约为

8、0．3V。半导体器件及其电路图7．6二极管的伏安特性曲线反向击穿电压半导体器件及其电路2．反向截止特性由图7．6可见，当二极管处于反偏截止时，在一定的范围内，反向电流很小，并且几乎不随反向电压而变化，此时的电流称为反向饱和电流。通常情况下硅管的反向电流是几微安到几十微安,锗管的反向电流则可达到几百微安。这个电流是衡量二极管质量优劣的重要参数。3．反向击穿特性当反向电压增大到某一数值时，