第1章 常用半导体器件

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1、汽车电学基础教师：李书舟手机：137862202761常用半导体器件导体：容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。绝缘体：几乎不导电的物质称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英等。半导体：导电特性介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体,如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。例如：当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变。例如：室温下，在纯硅中参入百万分之一的硼，可以使硅的导电能力提高50万倍。21.1.2杂质半导体在本征半导体中掺入某些微量的杂质，

2、就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加了。P型半导体：在本征半导体中掺入三价元素(如硼)构成的杂质半导体。N型半导体：在本征半导体中掺入五价元素(如磷)构成的杂质半导体。3§1.2半导体二极管PN结加上管壳和引线，就成为半导体二极管。点接触型：高频、小功率整流面接触型：整流符号平面型：大功率整流、开关1.2.1二极管的几种常见结构4二极管图片561.2.2二极管的伏安特性开启电压Uon:硅管0.5V，锗管0.1V导通电压:硅管0.6~0.8V,锗管0.1~0.3V反向击穿电压UBRUI死区电压71.理想模型3.折线模型2.恒压降模

3、型1.2.4二极管的等效电路（等效模型）一.由伏安特性折线化得到的等效电路8若，则若则精确计算例：UD=0.7VS断开时：D导通S闭合时：D截止9UD(on)例硅二极管，R=2k，分别用二极管理想模型和恒压降模型求出VDD=2V和VDD=10V时IO和UO的值。UOVDDIORUOVDDIOR[解]VDD=2V理想IO=VDD/R=2/2=1(mA)UO=VDD=2V恒压降UO=VDD–UD(on)=20.7=1.3(V)IO=UO/R=1.3/2=0.65(mA)VDD=10V理想UO=VDD=10VIO=VDD/R=10/2=5(mA)恒压降UO=100.7=

4、9.3(V)IO=9.3/2=4.65(mA)UOVDDIORVDD大，采用理想模型VDD小，采用恒压降模型第1章半导体二极管10例试求电路中电流I1、I2、IO和输出电压UO的值。解：假设二极管断开UP=15VUP>UN二极管导通等效为0.7V的恒压源UO=VDD1UD(on)=150.7=14.3(V)IO=UO/RL=14.3/3=4.8(mA)I2=(UOVDD2)/R=(14.312)/1=2.3(mA)I1=IO+I2=4.8+2.3=7.1(mA)VDD1VDD2UORLR1kW3kWIOI1I215V12VPN第1章半导体二极管112、二极管与门

5、电路0V3VYABVCC=+5VD13kΩRD2&ABY=A·BVAVBVY0V0V0V3V3V0V3V3V电压功能表0.7V0.7V0.7V3.7V硅管UD=0.7V123、二极管或门电路0V3VABYDD12R3kΩABY=A+B≥1电压功能表VAVBVY0V0V0V3V3V0V3V3V0V2.3V2.3V2.3V硅管UD=0.7V13例1.3.3二极管构成“门”电路，设V1、V2均为理想二极管，当输入电压UA、UB为低电压0V和高电压5V的不同组合时，求输出电压UO的值。UAUBUOR3kW12VVDDV1V2BAY输入电压理想二极管输出电压UAUBV1V20V0

6、V正偏导通正偏导通0V0V5V正偏导通反偏截止0V5V0V反偏截止正偏导通0V5V5V正偏导通正偏导通5V第1章半导体二极管注意：对于多个二极管电路，分析时要弄清楚哪个管子优先导通，并注意优先导通的管子对其它管子工作状态产生的影响。14例：电路如图（a）所示，其输入电压uI1和uI2的波形如图（b）所示，二极管导通电压UD＝0.7V。试画出输出电压uO的波形，并标出幅值。1V3.7Vuo/Vt15理想二极管：开启电压=0V，导通压降=0V。二极管：开启电压=0.5V，导通压降0.7V(硅二极管)RLuiuouiuott1：二极管半波整流二极管应用电路举例：16例1.3

7、.4画出硅二极管构成的桥式整流电路在ui=15sint(V)作用下输出uO的波形。(按理想模型)OtuO/V15Otui/V15若有条件同学，可用EWB环境仿真观察桥式整流波形。第1章半导体二极管17例1.3.5ui=2sint(V)，分析二极管的限幅作用。ui较小，宜采用恒压降模型V1V2uiuORui<0.7VV1、V2均截止uO=uiuO=0.7Vui0.7VV2导通V１截止ui<0.7VV1导通V2截止uO=0.7V思考题:V1、V2支路各串联恒压源，输出波形如何？OtuO/V0.7Otui/V20.7第1章半导体二极