电工电子技术 教学课件 作者 王桂琴 第9章 常用半导体器件.pptx

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1、第九章常用半导体器件第一节PN结及其单向导电性第二节半导体二极管第三节特殊二极管第四节晶体管第五节场效应晶体管第六节晶闸管习题目录第一节PN结及其单向导电性半导体的导电特点PN结返回一、半导体的导电特点1.半导体材料物质分为导体、半导体、绝缘体。半导体是4价元素。半导体材料的特点：半导体的导电能力受光和热影响。T↑导电能力↑光照↑导电能力↑纯净的半导体掺入杂质导电性会大大增强。返回+4纯净的、具有晶体结构的半导体称为本征半导体。本征半导体中的载流子自由电子(－)空穴（+）2.本征半导体空穴与电子成对出现并可以复合。*空穴的移动返回3.杂质半导体N型半导体掺5价元素，如磷，自由电子数

2、多于空穴数，自由电子数是多子。P型半导体掺3价元素，如硼，空穴数多于自由电子数，空穴是多子。返回N型半导体磷原子硅原子+N型硅表示+4+5+4+4硅或锗+少量磷N型半导体多余电子返回P型半导体硼原子P型硅表示+4+4+4+3硅原子硅或锗+少量硼P型半导体多余空穴返回返回4．扩散运动与漂移运动载流子由于浓度差异而形成运动叫扩散运动。在电场作用下，载流子的定向运动叫漂移运动。1.PN结的形成二、PN结扩散运动空间电荷区削弱内电场漂移运动内电场动态平衡－－－－－－－－－－－－－－－－P内电场电荷区空间扩散运动漂移运动N返回外电场方向与内电场方向相反空间电荷区(耗尽层)变薄扩散＞漂移导

3、通电流很大,呈低阻态。2.PN结的单向导电性－－－－－－－－－－－－－－－－PN内电场外电场加正向电压（正偏）P（+）N（－）返回少子形成的电流，可忽略。外电场与内电场相同耗尽层加厚漂移＞扩散少子形成反向电流IR，很小，呈高阻态。N－－－－－－－－－－－－－－－－P内电场外电场加反向电压（反偏）P（－）N（+）PN结正偏，导通；PN结反偏，截止返回第二节半导体二极管半导体二极管的伏安特性半导体二极管的主要参数返回一、半导体二极管的伏安特性+P区－阳极N区－阴极阳极阴极1.正向特性死区电压硅管0.5V锗管0.1V正向导通电压硅管0.7V锗管0.3VI/mAU/V反向击穿电压死区GeS

4、i2.反向特性反向饱和电流很小，可视为开路；反向电压过高，电流急增，二极管发生击穿。导通电压VD返回O二、半导体二极管的主要参数1.最大整流电流IF二极管允许通过的最大正向平均电流。2.最高反向工作电压URM保证二极管不被击穿允许加的最大反向电压。3.最大反向饱和电流IR室温下，二极管加最高反向电压时的反向电流，与温度有关。返回例1、如图，当E＝5V时，I＝5mA，则E=10V，I＝（）A.I＝10mAB.I>10mAC.I＜10mAD.不确定EVDIB返回O例2、如图，E＝5V，二极管正向压降忽略不计，画出uo波形。EVDuiuo10ui/VωtuiEV

5、D导通uo=ui5uoωt5利用二极管的单向导电性可对输出信号起限幅作用。返回O例3、如图，E＝6V，二极管正向压降忽略不计，画出uo波形。EVD1uiuo10ui/Vωt6EVD2R－6ui>E，VD1导通，VD2截止uo=E=6V－E0>－12VVD1率先导通，UF＝3V－0.3V＝2.7VVD2截止解：返回第三节特殊二极管稳压管光敏二极管发光二极管返

6、回稳压管是一种特殊的二极管，具有稳定电压的作用。稳压管工作于反向击穿区。特点：电流变化大，电压变化小。1.稳压原理稳压管：1）加正向电压时等同于二极管。2）加反向电压时使其击穿后稳压。I/mAU/V反向击穿电压VS返回一、稳压管O1)稳定电压UZ正常工作下，稳压管两端电压。同一型号的稳压管分散性较大。2)稳定电流IZ正常工作下的参考电流。大小由限流电阻决定。3)动态电阻rZrZ=△U/△IrZ越小，稳压效果越好。2.稳压管参数返回4)温度系数αu温度改变1℃，稳压值改变的百分比。其值可正，可负。5)最大允许耗散功率PZM管子不至于产生热损坏时的最大功率损耗值叫做最大耗散功率。稳压管

7、工作时，功耗超过PZM，管子将会因热击穿而损坏。返回返回例1、如图，已知UZ=10V，负载电压UL（）（Ａ）5Ｖ（Ｂ）10Ｖ（Ｃ）15Ｖ（Ｄ）20ＶAVS20V15kΩ5kΩUL稳压管的工作条件（１）必须工作在反向击穿状态。（２）电路中应有限流电阻，以保证反向电流不超过允许范围。例2、已知ui=6sinωt，UZ=3V，画输出波形。VSuiuo6ui/Vωt3uoωt3返回OO例3、图示电路中，稳压管VS1、VS2的稳压值分别为UZ1＝5V，UZ2＝7V，正向压降为0