电路与模拟电子技术第6章-半导体器件.ppt

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1、导电能力介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。6.1.1半导体的三个特性1.热敏特性和光敏特性在加热或光照加强时，半导体的阻值显著下降，导电能力增强类似于导体。半导体具有热敏特性和光敏特性是由半导体的内部结构所决定的。如图6.1所示。6.1半导体2.掺杂特性如果在半导体里掺入少量外层电子只有三个的硼元素，和外层电子数是四个的硅或锗原子组成共价键时，就自然形成一个空穴，这就使半导体中的空穴载流子增多，叫空穴型半导体，简称P型半导体。如果在半导体中掺入少量外层电子为五个的磷元素，在和半导体原子组成共价键时，就多出一个电子。这种电子为多数载流子的半导体

2、叫电子型半导体，简称N型半导体。1.PN结的形成在一块纯净的半导体晶片上，采用特殊的掺杂工艺，在两侧分别掺入三价元素和五价元素。一侧形成P型半导体，另一侧形成N型半导体，如图6.2所示。在结合面的两侧分别留下了不能移动的正负离子，呈现出一个空间电荷区。这个空间电荷区就称为PN结。6.1.2PN结PN结正偏（P＋N－）导通，反偏（P－N＋）载止，具有单向导电性。2.PN结的单向导电性6.2.1结构和分类二极管内部就是一个PN结，PN结具有单向导电性，所以二极管也具有单向导电性。按PN结的接触面大小，二极管可分为点接触型和面接触型。按制造所用的半导体

3、材料，二极管可分为硅管和锗管。按不同的用途，二极管可分为普通管，整流管和开关管等。6.2半导体二极管1.伏安特性一般硅管导通压降约为0.7伏,锗管导通压降约为0.3伏。除稳压二极管外，反向击穿都将使二极管损坏。2.主要参数（1）最大整流电流IF超过IF二极管的PN结将过热而烧断。（2）最高反向工作电压URM二极管一旦过压击穿损坏，失去了单向导电性。（3）最大反向电流IRM这个电流愈小二极管的单向导电性愈好。温升时，IRM增大。6.2.2伏安特性和主要参数利用二极管的单向导电性，可实现整流、限幅、钳位、检波、保护、开关等。1.整流电路整流电路是利用

4、二极管的单向导电作用，将交流电变成直流电的电路。6.2.3二极管的应用限幅电路是限制输出信号幅度的电路。2.限幅电路钳位电路是使输出电位钳制在某一数值上保持不变的电路。设二极管为理想元件，当输入UA＝UB＝3V时，二极管V1，V2正偏导通，输出被钳制在UA和UB上，即UF＝3V；当UA＝0V，UB＝3V，则V1导通，输出被钳制在UF＝UA＝0V，V2反偏截止。3.钳位电路检波电路是把信号从已调波中检出来的电路。4.检波电路1.发光二极管发光二极管正偏导通时发光。2.光电二极管光电二极管光照增强时，外加反偏压作用下，反向电流增加。3.光电耦合器如果

5、把发光二极管和光电二极管组合构成二极管型光电耦合器件。4.稳压二极管具有稳定电压的作用，工作在反向击穿区。稳压管的主要参数：（1）稳定电压UZ（2）稳定电流IZ（3）动态电阻rZ6.2.4特殊二极管三极管在模拟电子电路中其主要作用是构成放大电路。6.3.1三极管的结构和分类结构：三个区、二个结、三个电极。分类：三极管如按结构可分为NPN型和PNP型；按所用的半导体材料可分为硅管和锗管；按功率可分为大、中、小功率管；按频率特性可分为低频管和高频管等。6.3三极管三极管放大条件：发射结正偏，集电结反偏。1.发射区发射电子形成IE2.基区复合电子形成I

6、B3.集电区收集电子形成ICIE＝IB＋ICIC＝IBIE＝IB＋IC＝IB＋IB＝(1＋)IB三极管的电流放大作用的实质是以很小的IB控制较大的IC。6.3.2电流分配和放大作用1.伏安特性（1）输入特性在放大区，硅管的发射结压降UBE一般取0.7V，锗管的发射结压降UBE一般取0.3V。6.3.3伏安特性和主要参数（2）输出特性①放大区条件：发射结正偏，集电结反偏。特点：IC＝IB，IC仅由IB决定。②截止区条件：两个PN结均反偏。特点是IB＝0、IC＝ICEO≈0，无放大作用。③饱和区条件：两个PN结均正偏。特点：UCE≤1V，有IB和IC

7、，但IC≠IB。IC已不受IB控制，无放大作用。在收音机的放大电路中，如果测得如图6.17中所示各管脚的电压值，问各三极管分别工作在哪个区？解：图7（a）UB＞UE，UB＞UC，两个PN结均正偏，三极管工作在饱和区。图（b）UB＞UE，UB＜UC，发射结正偏，集电结反偏，三极管工作在放大区。图（c）UB＜UE，UB＜UC，两个PN结均反偏，三极管工作在截止区。【例6.1】（1）电流放大系数和β直流放大系数交流放大系数β＝△IC／△IB≈（2）穿透电流ICEO（3）集电极最大允许电流ICM（4）集电极最大允许耗散功率PCMPC＝UCEIC(5)反向

8、击穿电压U(BR)CEO2.主要参数三极管称电流控制元件；场效应管称电压控制元件。场效应管具有输入电阻高（最高可达1015Ω）、噪声低、