8半导体器件.ppt

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1、第8章半导体器件8.3稳压二极管8.4双极型晶体管8.2半导体二极管8.1半导体的基础知识8.1半导体的基础知识掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变物质按其导电能力的强弱分类：导体——容易传导电流的材料称为导体。绝缘体——几乎不传导电流的材料称为绝缘体。半导体——导电能力介于导体和绝缘体之间的称为半导体。本征半导体——化学成分纯净的半导体。8.1.1本征半导体完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构共价健共价键中的两个电子，称为价电子。SiSiSi

2、Si价电子SiSiSiSi价电子价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子（带负电），同时共价键中留下一个空位，称为空穴（带正电）。本征半导体的导电机理空穴自由电子在半导体内部，存在两种载流子：自由电子和空穴。他们同时参与导电。本征半导体中，电子浓度与空穴浓度相同。nN=nP8.1.2N型半导体和P型半导体掺杂后自由电子数目大量增加，自由电子导电成为这种半导体的主要导电方式，称为电子半导体或N型半导体。掺入五价元素SiSiSiSip+多余电子磷原子在常温下即可变为自由电子失去一个

3、电子变为正离子在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）,形成杂质半导体。在N型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。nN>>nPN型半导体和P型半导体掺杂后空穴数目大量增加，空穴导电成为这种半导体的主要导电方式，称为空穴半导体或P型半导体。掺入三价元素SiSiSiSi在P型半导体中空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。nP>>nNB–硼原子接受一个电子变为负离子空穴无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。8.1.3PN结的形成多子的扩散运动内电场少子的漂移运动浓度差P型半导体N型半导体内电场越强，

4、漂移运动越强。空间电荷区也称PN结扩散和漂移这一对相反的运动最终达到动态平衡，通过pn结的净电流为0。－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++－－－－－－－－形成空间电荷区高阻区PN结的单向导电性1.PN结加正向电压（正向偏置）PN结变窄P接正、N接负外电场IF内电场被削弱，PN结变窄，形成较大的扩散电流。PN结加正向电压时，PN结变窄，电阻较小，正向电流较大，PN结处于导通状态。内电场PN－－－－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++++++–2.PN结

5、加反向电压（反向偏置）外电场P接负、N接正内电场PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－–+PN结变宽2.PN结加反向电压（反向偏置）外电场内电场被加强，PN结变宽，形成很小的反向电流。IRP接负、N接正–+PN结加反向电压时，PN结变宽，反向电阻较大，反向电流较小，PN结处于截止状态。内电场PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－正向导通，反向截止阴极引线阳极引线二氧化硅保护层P型硅N型硅(c)平面型金属触丝阳极引线N型锗片阴极引线外壳(a)

6、点接触型铝合金小球N型硅阳极引线PN结金锑合金底座阴极引线(b)面接触型8.2半导体二极管8.2.1二极管的结构示意图阴极阳极(d)符号D8.2.2伏安特性硅管0.5V；锗管0.1V。反向击穿电压U(BR)导通压降外加电压大于死区电压二极管才能导通。外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。正向特性反向特性特点：非线性硅0.7V；锗0.2VUI死区电压PN+–PN–+反向电流在一定电压范围内保持常数。三.主要参数1.额定正向平均电流IF二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。2.正向电压降U

7、F二极管正向导通时，二极管两端电压值。4.最大反向电流IRM指二极管加最高反向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，IRM受温度的影响，温度越高反向电流越大。3.最高反向工作电压UR保证二极管不被击穿允许施加的最大反向电压。二极管的单向导电性1.二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负）时，二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较小，正向电流较大。2.二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正）时，二极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较大，反向电流很小。正向导通，反向截止二极管电路应

8、用举例定性分析：判断二极管的工作状态导通截止分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位的高低或所加电压UD的正负。若V阳>V阴或UD为正(正向偏置)，二极管导通若V阳