电工电子技术及应用 教学课件 作者 全安 第7章半导体器件.ppt

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1、第7章半导体器件7.1半导体二极管及应用7.2半导体三极管及应用7.3场效应晶体管7.1半导体二极管及应用了解PN结单向导电特性。掌握二极管的伏安特性和主要参数。学会二极管的简单检测。7.1半导体二极管及应用1.半导体半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质。常用的半导体有硅Si和锗Ge等。半导体材料的特性：纯净半导体的导电能力很差；温度升高——导电能力增强；光照增强——导电能力增强；掺入少量杂质——导电能力增强。7.1.1半导体及PN结7.1半导体二极管及应用2.P型半导体和N型半导体在硅或锗中掺入微量不同元素后，得到两种特性不同的半导体。以正电荷（空穴

2、）导电为主的半导体称为P型半导体；以负电荷（自由电子）导电为主的半导体称为N型半导体。SiSiSiSiB–硼原子空穴SiSiSiSip+自由电子磷原子P型半导体N型半导体7.1半导体二极管及应用3.PN结将P型半导体和N型半导体利用特殊工艺结合在一起，在它们的交界面上就会形成一个很薄的区域称为PN结。PN结加正向电压时，PN结变窄，正向电流较大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。PN结加反向电压时，PN结变宽，反向电流较小，反向电阻较大，PN结处于截止状态。PN结具有单向导电特性。7.1半导体二极管及应用1.二极管结构和符号a)外形b)内部结构c)符号7.1

3、.2二极管结构及其特性7.1半导体二极管及应用2.二极管的单向导电特性（a）正极电位＞负极电位，二极管导通；（b）正极电位＜负极电位，二极管截止。即二极管正偏导通，反偏截止。这一导电特性称为二极管的单向导电性。7.1半导体二极管及应用二极管的伏安特性：指二极管两端的电压和流过的电流之间的关系曲线。测试电路：如图所示。7.1.3二极管的伏安特性7.1半导体二极管及应用硅管0.5V锗管0.2V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。正向特性反向特性硅0.6~0.8V锗0.2~0.3V

4、UI死区电压反向电流在一定电压范围内保持常数。二极管的伏安特性曲线7.1半导体二极管及应用7.1.4二极管的主要参数(1)最大整流电流IFM：在一定的温度下，二极管长期工作所允许流过的最大正向电流的平均值。使用时若超过此值，会导致二极管过热而损坏。(2)最高反向工作电压URM：指二极管所能承受的最高反向工作电压的峰值。一般规定其值是反向击穿电压的一半。(3)反向漏电流IR：指在规定的反向电压和环境温度下测得的二极管反向电流值，这个电流值越小，二极管的单向导电性能越好。7.1半导体二极管及应用1.极性判别万用表测试条件：R×100Ω或R×1kΩ万用表测试方法：

5、将红、黑表笔分别接二极管两端。所测电阻小时，黑表笔接触处为正极，红表笔接触处为负极。7.1.5二极管的简单检测7.1半导体二极管及应用2.质量测定(3)若正向电阻约几千欧姆，反向电阻非常大，二极管正常；(2)若正反向电阻非常大，二极管开路；(1)若正反向电阻均为零，二极管短路；(4)若正反向电阻比较接近，则管子质量差。7.2半导体三极管及应用了解晶体管的结构和主要参数。理解晶体管的放大作用和三种工作状态。学会三极管的简单检测。7.2半导体三极管及应用常见三极管的外形7.2.1晶体管的结构7.2半导体三极管及应用基本结构：NNP基极发射极集电极NPN型BECB

6、ECPNP型PPN基极发射极集电极符号：BECIBIEICBECIBIEICNPN型三极管PNP型三极管集电结发射结7.2半导体三极管及应用晶体管电流放大实验电路7.2.2晶体管的放大作用7.2半导体三极管及应用IB(mA)IC(mA)IE(mA)00.010.020.030.040.050.010.561.141.742.332.920.010.571.161.772.372.97晶体管电流测试数据结论:三电极电流关系IE=IB+ICICIB，ICIE基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性称为晶体管的电流放大作用。晶体管是一个电流控制器件

7、。7.2半导体三极管及应用1.输入特性曲线UCE1VIB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE=0V死区电压，硅管0.5V，锗管0.2V。工作压降：硅管UBE0.6~0.7V,锗管UBE0.2~0.3V。7.2.3晶体管的特性曲线7.2半导体三极管及应用2.输出特性曲线输出特性曲线通常分三个工作区：IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O饱和区截止区放大区7.2半导体三极管及应用(3)放大区：发射结正偏，集电结反偏。即：IC=IB,且IC=IB(1)饱和区：发射结正偏，集电结

8、正偏。即：UCEUBE，IB>IC，UCE0.