新14章（半导体开关器件）ppt课件.ppt

《新14章（半导体开关器件）ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第14章半导体开关器件及应用§14.1半导体知识和PN结§14.2半导体二极管§14.3晶体三极管§14.4场效应晶体管§14.5光电器件§14.6二极管整流、限幅、稳压、检波电路§14.7斩波电路§14.8逆变电路§14.1半导体知识和PN结一、本征半导体指纯单晶，理想化的。A、纯B、单晶只有一种元素，没有杂质的东西（材料）常用Si溶化后结晶，晶体的形状结构相同。特征：辐射方法加热本征半导体导电性能比金属导体差很多。但它具有热敏、光敏的特性。如何导电？强能量的量子撞击共价键光照是一般采用的方法。分子振动破坏结构电子掉下来，引起自由电子——空穴二、杂质半导体在纯单晶半导体(本征半导体)的

2、基础上，加入微量元素+14加入五价元素：如磷、砷有一个电子变成自由电子。N型半导体——多余电子加入三价元素：硼、铝P型半导体——多余空穴对应出现多余的空穴。三、平衡的PN结扩散——多数载流子运动漂移——少数载流子运动动态平衡PN四、PN结的电路特征1单向导电性2电容效应薄—“放电”厚—“充电”非线性电容PN结导通PN结截止§14.2半导体二极管(diode)一、基本结构具有两个电极的器件“断”“通”阳极A阴极Kanodecathode二极管可用“CRT”表示D阴极ray(发射)tube(管)U/VI/mA0二、伏安特性UF_+_+_+_+UB反向击穿雪崩击穿齐纳击穿UI0UI0三、二极管

3、的技术参数1允许的正向电流IFM(最大正向电流)指管子长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。限制正向电流2最高反向工作电压UDRM如不加限制，二极管就会击穿4转换时间正向导通反向截止转换5散热问题3最大反向电流IRM在UDRM下的反向漏电流四、二极管的应用:整流、稳压、限位(幅)、检波等USuiωt0ωt0uo_+US_+uiRD_+uoUSD_+USD+_US1、限位(幅)2、稳压仍是一个PN结的二极管设计其在反向击穿下工作稳压二极管(齐纳二极管)Zener_+符号:一、特性0U/VI/mA_+UF△UZ△IZ0U/VI/mAUF_+_+UZDZUZ二、稳压二极管的技术参数1稳定电

4、压UZ指稳定工作的电压。4动态电阻rZ5额定功率PZ2稳定电流IZ0U/VI/mAUFUZIZIZM3最大稳定电流IZM6电压温度系数UU越小越好UI0UFUZ三、简单稳压电路1定性分析DZ起到自动调节作用URR起到电压补偿作用R起到限流(IZ)作用2电阻R的选择若R过大，稳压管不能反向击穿R不能过大。考虑要考虑IZ的最小值IZ的最大值IZM考虑三极管：比二极管多一个结，即有两个PN结，三个引出脚晶体管是三极管中的一种，(transistor)transferresistor能起传输作用的电阻性器件。晶体管双极结型晶体管场效应晶体管晶体三极管场效应管§14.3晶体三极管一、基本结构

5、双极结型晶体管(BipolarJunctionTransistor)挡上NPNCBEBEC(Collector)(Emitter)(Base)CBE结构非对称!收集载流子传送和控制载流子向基区注入载流子SiO2挡上BEC二、电流分配集电结加反向偏置电压UCC发射结通，发射区E的电子顺利进入基区B，堆在基区B中。发射结加正向偏置电压UBB基区薄，大量的电子穿过基区至集电区，形成电流iC。IE=IB+ICVCVBVE极少部分电子进入基极，形成iB。发射区的多数载流子(电子)扩散到基区积累在基区靠近发射结边界的电子—向集电区扩散基区电子漂移过集电结为集电区收集与基区空穴复合UCC正端从基区拉

6、走电子PNNBCEBEC三、特性曲线1.组态----三个引出端的接法输入输出以发射极E为公共端---共射极工业常用这种接法高频电路、宽频带放大器以基极B为公共端---共基极下面主要讨论共射极的情况。基极、发射极间电压UBE和基极电流iB的关系1)uCE=0_+CBE0uBE/ViB/mAUF2.输入特性2)uCE≥1对应于相同的UBE，流向基极的电流IB比原来UCE=0时减小了。iB~uBEUCE=0UCE≥13。输出特性iC~uCEuCE≤1时集电极电位较低，收集电子的能力较差，所以，IC近似正比于UCE。当uCE≥1时能过来的电子都过来了。所以IC近似于常量，这常量取决于集电极的电子

7、数的多少。UCESuCE/ViC/mA0iB=0iB=20µAiB=40µAiB=60µAiB=80µAiB=100µA四、主要技术参数1电流放大倍数(系数)2允许的功率损耗PCM3允许电流ICM4允许电压UCEO(BR)uCE/ViC/mA0PCMICMO大功率管PCM>1w小功率管PCM<1wIC过大，使集电结反偏电压不能过高，否则击穿。ICMUCMOPC=uCE.iCPT5最高工作频率fPN结有一定的电容效应。所