常用半导体器件ppt课件.ppt

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1、1.1半导体和PN结1.1.1半导体导体、半导体和绝缘体按导电能力的大小划分半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。半导体之所以得到广泛的应用，是因为人们发现半导体具有三个奇妙且可贵的特性:掺杂性、热敏性、光敏性。11.1.2N型半导体和P型半导体掺入杂质后的半导体称为杂质半导体。杂质半导体分为N型半导体和P型半导体两类若在纯净的四价元素硅中采用一定的制造工艺，掺入微量五价元素（例如磷）N型半导体若在纯净的四价元素硅中采用一定的制造工艺掺入微量的三价元素（例如硼）P型半导体21.1.3PN结及其单向导电性1.PN

2、结的形成用特定的制造工艺使P型半导体和N型半导体相结合，在其交界面上将形成一个特殊的薄层，这个薄层就是PN结。图1-2为PN结的结构示意图，其中字母P代表P型半导体，字母N代表N型半导体，中间划有虚线的部分代表PN结。32.PN结的单向导电性PN结加正向电压导通，加反向电压截止，这种导电特性就称为PN结的单向导电性。41.2半导体二极管1.2.1二极管的结构与符号PN结加上引出线和管壳就构成半导体二极管（简称二极管）。二极管的结构示意图二极管的符号51.2.2二极管的伏安特性和参数1.观察二极管的导电性（a）观

3、察指示灯是否发亮，（b）再观察指示灯的亮暗情况62.二极管的主要特性（1）加正向电压导通在二极管的两电极加上电压，称为给二极管以偏置。（2）加反向电压截止与正向偏置相反，如果将电源负极与二极管的正极相连，电源正极与二极管的负极相连，称为反向偏置，简称反偏。综上所述，二极管具有“加正向偏压导通，加反向偏压截止”的导电特性，即单向导电性，它是二极管最重要的特性。7小知识二极管为什么具有单向导电性?二极管的核心是PN结，因此二极管的单向导电性是由PN结的特性所决定的。（1）PN结加上正向电压的情况将PN结的P区接电源

4、正极，N区接电源负极，此时外加电压对PN结产生的电场与PN结内电场方向相反，削弱了PN结内电场，使得多数载流子能顺利通过PN结形成正向电流，并随着外加电压的升高而迅速增大，即PN结加正向电压时处于导通状态。（2）PN结加上反向电压的情况将PN结的P区接电源的负极，N区接电源正极，此时外加电压对PN结产生的电场与PN结内电场方向相同，加强了PN结内电场，多数载流子在电场力的作用下难于通过PN结，反向电流非常微小，即PN结加反向电压时处于截止状态。83.二极管的伏安特性曲线9（1）正向特性曲线（2）反向特性曲线（3

5、）反向击穿特性曲线104.二极管的主要参数（1）最大整流电流（2）最高反向工作电压（3）反向电流111.2.3二极管的应用二极管限幅电路二极管限幅电路可用作保护电路，以防止半导体器件由于过压而被损坏，也可用来产生数字信号中的恒幅波。12思考题1.画出二极管的符号和文字符号，并说明二极管的主要特性。2.二极管伏安特性的物理意义是什么?3.选用二极管时主要考虑哪些参数?并说明参数的含义。4.锗二极管与硅二极管的主要差异是什么?各适用于哪些场合?5.有一只二极管，测得正向电阻1.2kΩ，反向电阻520kΩ，该管子能使

6、用吗?131.2.4特殊二极管及其应用1.稳压二极管（以下称稳压管）（1）工作特性及应用它是一种用特殊工艺制造的硅二极管，只要反向电流不超过极限电流，管子工作在击穿区并不会损坏，属可逆击穿，这与普通二极管破坏性击穿是截然不同的。稳压管工作在反向击穿区域时，利用其陡峭的反向击穿特性在电路中起稳定电压作用。稳压管主要用于恒压源、辅助电源和基准电源电路，在数字逻辑电路中还常用作电平转移等。14稳压管的伏安特性曲线稳压管的应用15（2）稳压管的主要参数稳定电压稳定电流最大稳定电流耗散功率动态电阻温度系数k反映由温度变化

7、而引起的稳定电压变化。162.发光二极管发光二极管是一种把电能变成光能的半导体器件，由磷化镓、砷化镓等半导体材料制成，符号如图1-14（a）所示，发光二极管的种类按外形可分为:圆形、方形等。如图1-14（b）所示。173.光电二极管光电二极管又称为光敏二极管，其符号和元件外形如图1-16所示。光电二极管也是由一个PN结构成，但是它的PN结面积较大，通过管壳上的一个玻璃窗口来接收入射光。光电二极管常用作传感器的光敏元件，可将光信号转换为电信号。大面积的光电二极管可用来作电源，即光电池。184.无引线片状二极管无引

8、线片状二极管在目前的电子产品中得到了广泛应用，它的特点是体积小、重量轻、高频性能好、形状简单、尺寸标准化，焊点处于元件的两端，便于自动化装配。片状元件尺寸很小，其表面已无法详细标出元件的名称和规格，因而通常用缩减的符号来表示元件的基本参数。常见的片状二极管器件有:肖特基二极管、稳压二极管、开关二极管、复合二极管和变容二极管五种类型。分类，重点19（1）肖特基二极管常见的肖特基二极管封装