半导体器件的基础知识课件.ppt

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1、1.1半导体二极管1.2半导体三极管1.3场效晶体管本章小结第一章　半导体器件的基础知识1.1.1什么是半导体2．载流子：半导体中，携带电荷参与导电的粒子。自由电子：带负电荷空穴：带与自由电子等量的正电荷均可运载电荷——载流子特性：在外电场作用下，载流子都可以做定向移动，形成电流。1．半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间,且随着掺入杂质、输入电压（电流）、温度和光照条件的不同而发生很大变化，人们把这一类物质称为半导体。1.1　半导体二极管3．N型半导体：主要靠电子导电的半导体。即：电子是多数载流子，空穴是少数载流子。4．P型半导体：主要靠空穴导电的半导体。1.1.2　PN结即：电子是多数载流子

2、，空穴是少数载流子。PN结：经过特殊的工艺加工，将P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起，则在两种半导体的交界面就会出现一个特殊的接触面，称为PN结。PN结具有单向导电特性。1.1　半导体二极管（1）正向导通：电源正极接P型半导体，负极接N型半导体，电流大。（2）反向截止：电源正极接N型半导体，负极接P型半导体，电流小。结论：PN结加正向电压时导通，加反向电压时截止，这种特性称为PN结的单向导电性。1.1　半导体二极管如果反向电流未超过允许值，反向电压撤除后，PN结仍能恢复单向导电性。反向击穿：PN结两端外加的反向电压增加到一定值时，反向电流急剧增大，称为PN结的反向击穿。热击穿：若反向电流增

3、大并超过允许值，会使PN结烧坏，称为热击穿。结电容：PN结存在着电容，该电容为PN结的结电容。1.1　半导体二极管1.1.3半导体二极管1．半导体二极管的结构和符号利用PN结的单向导电性，可以用来制造一种半导体器件——半导体二极管。箭头表示正向导通电流的方向。电路符号如图所示。1.1　半导体二极管由于管芯结构不同，二极管又分为点接触型（如图a）、面接触型（如图b）和平面型（如图c）。点接触型：PN结接触面小，适宜在小电流状态下使用。面接触型、平面型：PN结接触面大，截流量大，适合于大电流场合中使用。1.1　半导体二极管2．二极管的特性伏安特性：二极管的导电性能由加在二极管两端的电压和流过二极管

4、的电流来决定，这两者之间的关系称为二极管的伏安特性。硅二极管的伏安特性曲线如图所示。特性曲线1.1　半导体二极管②正向导通：当外加电压大于死区电压后，电流随电压增大而急剧增大，二极管导通。①死区：当正向电压较小时，正向电流极小，二极管呈现很大的电阻，如OA段，通常把这个范围称为死区。死区电压：导通电压：îíì=onV0.2V~0.3V（Ge）0.6V~0.7V（Si）结论：正偏时电阻小，具有非线性。（1）正向特性（二极管正极电压大于负极电压）1.1　半导体二极管îíì=(Si）V0.2V5.0TV(Ge）②反向击穿：若反向电压不断增大到一定数值时，反向电流就会突然增大，这种现象称为反向击穿。①

5、反向饱和电流：当加反向电压时，二极管反向电流很小，而且在很大范围内不随反向电压的变化而变化，故称为反向饱和电流。（2）反向特性（二极管负极电压大于正极电压）普通二极管不允许出现此种状态。结论：反偏电阻大，存在电击穿现象。二极管属于非线性器件1.1　半导体二极管3．半导体二极管的主要参数（1）最大整流电流IF：二极管长时间工作时允许通过的最大直流电流。二极管正常使用时允许加的最高反向电压。使用时应注意流过二极管的正向最大电流不能大于这个数值，否则可能损坏二极管。（2）最高反向工作电压VRM使用中如果超过此值，二极管将有被击穿的危险。1.1　半导体二极管1.2.1　半导体三极管的基本结构与分类1．

6、结构及符号三极：发射极E、基极B、集电极C。三区：发射区、基区、集电区。1.2　半导体三极管PNP型及NPN型三极管的内部结构及符号如图所示。实际上发射极箭头方向就是发射结正向电流方向。两结：发射结、集电结。（1）按半导体基片材料不同：NPN型和PNP型。（2）按功率分：小功率管和大功率管。（3）按工作频率分：低频管和高频管。（4）按管芯所用半导体材料分：锗管和硅管。（5）按结构工艺分：合金管和平面管。（6）按用途分：放大管和开关管。2．分类1.2　半导体三极管三极管常采用金属、玻璃或塑料封装。常用的外形及封装形式如图所示。3．外形及封装形式1.2　半导体三极管1．三极管各电极上的电流分配三极

7、管电流分配实验电路如图所示。1.2.2三极管的电流放大作用1.2　半导体三极管实验数据表1-1　三极管三个电极上的电流分配IB/mA00.010.020.030.040.05IC/mA0.010.561.141.742.332.91IE/mA0.010.571.161.772.372.96结论：IE=IB+IC三极管的电流分配规律：发射极电流等于基极电流和极电极电流之和。1.2　半导体三极管2．三