電工學(xué)第14章 半導(dǎo)體器件.

1、下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出14.1 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出共價(jià)健共價(jià)健 Si Si Si Si價(jià)電子價(jià)電子下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出 Si Si Si Si價(jià)電子價(jià)電子這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)?？昭昭ㄗ杂呻娮幼杂呻娮酉乱豁?yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一

2、頁(yè)退出退出 Si Si Si Sip+多余多余電子電子磷原子磷原子在常溫下即可在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮幼優(yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€(gè)失去一個(gè)電子變?yōu)殡娮幼優(yōu)檎x子正離子下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出 Si Si Si SiB硼原子硼原子空穴空穴下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)濃度差濃度差 擴(kuò)散的結(jié)果使空擴(kuò)散的結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬。間電荷區(qū)變寬。空間電荷區(qū)也稱空間電荷區(qū)也稱 PN 結(jié)結(jié) +形成空間電荷區(qū)形成空間電荷區(qū)下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返

3、回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出PN 結(jié)變窄結(jié)變窄 P接正、接正、N接負(fù)接負(fù) 外電場(chǎng)外電場(chǎng)IF內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)PN+下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出+下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出 內(nèi)電場(chǎng)被加內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)，少子的漂強(qiáng)，少子的漂移加強(qiáng)，由于移加強(qiáng)，由于少子數(shù)量很少少子數(shù)量很少，形成很小的，形成很小的反向電流。反向電流。IR+下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出陰極引線陰極引線陽(yáng)極引線陽(yáng)極引線二氧化硅保護(hù)層二氧化硅保護(hù)層P型硅型硅N 型硅型硅( c ) 平面型平面型金屬觸絲金屬觸絲陽(yáng)極引線陽(yáng)極引線N 型

4、鍺片型鍺片陰極引線陰極引線外殼外殼( a ) 點(diǎn)接觸型點(diǎn)接觸型鋁合金小球鋁合金小球N型硅型硅陽(yáng)極引線陽(yáng)極引線PN 結(jié)結(jié)金銻合金金銻合金底座底座陰極引線陰極引線( b ) 面接觸型面接觸型圖圖 1 12 半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)和符號(hào)半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)和符號(hào) 陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極( d ) 符號(hào)符號(hào)D下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出反向擊穿反向擊穿電壓電壓U(BR)反向特性反向特性UIPN+PN+下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出定性分析：定性分析：判斷二極管的工作

5、狀態(tài)判斷二極管的工作狀態(tài)導(dǎo)通導(dǎo)通截止截止 若二極管是理想的，若二極管是理想的，下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出例例1：D6V12V3k BAUAB+下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出例例2:mA43122D IBD16V12V3k AD2UAB+下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出V sin18itu t 下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出UZIZIZM UZ IZ_+UIO下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出ZZ ZIUr下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出晶體管的結(jié)構(gòu)晶體管的結(jié)構(gòu)(a)平

6、面型；平面型；(b)合金型合金型BEP型硅型硅N型硅型硅二氧化碳保護(hù)膜二氧化碳保護(hù)膜銦球銦球N型鍺型鍺N型硅型硅CBECPP P銦球銦球(a)(b)下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出(a)NNCEBPCETBIBIEIC(b)BECPPNETCBIBIEICCENNPBCEPPNB下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出EEBRBRC下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出晶體管電流放大的實(shí)驗(yàn)電路晶體管電流放大的實(shí)驗(yàn)電路 mA AVVmAICECIBIERB+UBE +UCE EBCEB3DG100下

7、一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出符合基爾霍夫定律符合基爾霍夫定律下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出+ UBE ICIEIB CT E B +UCE (a) NPN 型晶體管；型晶體管；+ UBE IBIEIC CT EB +UCE 電流方向和發(fā)射結(jié)與集電結(jié)的極性電流方向和發(fā)射結(jié)與集電結(jié)的極性(b) PNP 型晶體管型晶體管下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出BECNNPEBRBECIEIBEICEICBO下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出ICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEICBOBCCBOBCBOCBECEII

8、IIIIII CEOBCBOBC)(1 IIIII BC CEO III ，有有忽忽略略下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出 即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，是管子即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，是管子內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能，是分析放大電路的依據(jù)。，是分析放大電路的依據(jù)。 重點(diǎn)討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線重點(diǎn)討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出共發(fā)射極電路共發(fā)射極電路輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路mA AVVICECIBRB+UBE +UCE

9、EBCEB3DG100下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出常常數(shù)數(shù) CE)(BEBUUfI3DG100晶體管的晶體管的輸入特性曲線輸入特性曲線O0.40.8IB/ AUBE/VUCE1V60402080下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出常常數(shù)數(shù) B)(CECIUfI 共發(fā)射極電路共發(fā)射極電路ICEC=UCCIBRB+ UBE +UCE EBCEBIC/mAUCE/V100 A80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =03DG100晶體管的輸出特性曲線晶體管的輸出特性曲線 在不同的在不同的 IB下，可得出不同的曲線，所

10、以晶體管下，可得出不同的曲線，所以晶體管的的輸出特性曲線輸出特性曲線是一組曲線。是一組曲線。下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出常常數(shù)數(shù) B)(CECIUfI 晶體管有三種工作狀態(tài)，因而晶體管有三種工作狀態(tài)，因而輸出特性曲線輸出特性曲線分為分為三個(gè)工作區(qū)三個(gè)工作區(qū)3DG100晶體管的輸出特性曲線晶體管的輸出特性曲線IC/mAUCE/V100 A80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =0對(duì)對(duì) NPN 型管型管而言而言, 應(yīng)使應(yīng)使 UBE 0, UBC UBE。下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出IC/mAUCE/V10

11、0 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =0對(duì)對(duì)NPN型硅管，當(dāng)型硅管，當(dāng)UBE0.5V時(shí)時(shí), 即已即已開始截止開始截止, 為使晶體為使晶體管可靠截止管可靠截止 , 常使常使 UBE 0。截止時(shí)截止時(shí), 集集電結(jié)也處于反向偏電結(jié)也處于反向偏置置( (UBC 0),),此時(shí)此時(shí), IC 0, UCE UCC 。IB = 0 的曲線以下的區(qū)域稱為截止區(qū)。的曲線以下的區(qū)域稱為截止區(qū)。IB = 0 時(shí)時(shí), IC = ICEO( (很小很小) )。(ICEO下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出IC/mAUCE/V100 A 80A 60

12、 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =0 IC UCC/RC 。 當(dāng)當(dāng) UCE 0) )，晶體管工作于飽和狀態(tài)。晶體管工作于飽和狀態(tài)。下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出晶體管三種工作狀態(tài)的電壓和電流晶體管三種工作狀態(tài)的電壓和電流(a)放大放大+ UBE 0 ICIB+UCE UBC 0+(b)截止截止IC 0 IB = 0+ UCE UCC UBC 0 IB+ UCE 0 UBC 0+CCCCRUI 當(dāng)晶體管飽和時(shí)，當(dāng)晶體管飽和時(shí)， UCE 0，發(fā)射極與集電極之間，發(fā)射極與集電極之間如同一個(gè)開關(guān)的接通，其間電阻很??；當(dāng)晶體管截如同一個(gè)開關(guān)的

13、接通，其間電阻很小；當(dāng)晶體管截止時(shí)，止時(shí)，IC 0 ，發(fā)射極與集電極之間如同一個(gè)開關(guān)的，發(fā)射極與集電極之間如同一個(gè)開關(guān)的斷開，其間電阻很大，可見，斷開，其間電阻很大，可見，晶體管除了有放大作晶體管除了有放大作用外，還有開關(guān)作用。用外，還有開關(guān)作用。下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出 0 0.1 0.5 0.1 0.6 0.7 0.2 0.3 0.3 0.1 0.7 0.3硅管硅管( (NPN) )鍺管鍺管( (PNP) ) 可靠截止可靠截止開始截止開始截止 UBE/V UBE/VUCE/V UBE/V 截截 止止 放大放大 飽和飽和 工工 作作 狀狀 態(tài)態(tài) 管管 型型晶體管結(jié)電壓的典型值晶體管結(jié)電壓的典型值14.5.4 主要參數(shù)主要參數(shù) 表示晶體管特性的數(shù)據(jù)稱為晶體管的參數(shù)，晶表示晶體管特性的數(shù)據(jù)稱為晶體管的參數(shù)，晶體管的參數(shù)也是設(shè)計(jì)電路、選用晶體管的依據(jù)。體管的參數(shù)也是設(shè)計(jì)電路、選用晶體管的依據(jù)。下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出 BCII_ BCII 下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出53704051BC.II 400400605132BC .II 下一頁(yè)下一頁(yè)章目錄章目錄返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出