電子技術(shù)第2章-半導(dǎo)體器件課件(2)

1、第一章 半導(dǎo)體器件第二節(jié) 半導(dǎo)體三極管第一章 半導(dǎo)體器件第二節(jié) 半導(dǎo)體三極管一、基本結(jié)構(gòu)晶體三極管的結(jié)構(gòu)，目前最常見的有平面型和合金型兩類(圖1-19)。硅管主要是平面型，鍺管都是合金型。第一章 半導(dǎo)體器件第二節(jié) 半導(dǎo)體三極管晶體三極管分為NPN型和PNP型兩類。 第一章 半導(dǎo)體器件第二節(jié) 半導(dǎo)體三極管二、電流放大原理晶體管必須滿足一定的偏置條件，才能有電流放大作用。圖1-21電路是以NPN型硅三極管接成共射形式（基極回路和集電極回路以發(fā)射極作為公共端）的示意圖。由圖可見，晶體管的外部偏置條件是：電壓源UBB通過電阻RB提供給發(fā)射結(jié)正向偏置；而電壓源UCC通過電阻RC加到集電極，使集電結(jié)處于反

2、向偏置。 第一章 半導(dǎo)體器件第二節(jié) 半導(dǎo)體三極管第一章 半導(dǎo)體器件第二節(jié) 半導(dǎo)體三極管NPN三極管電流方向及各電流的關(guān)系ICICEICBOIBIBEIE共射電流放大系數(shù)共基電流放大系數(shù)第一章 半導(dǎo)體器件第二節(jié) 半導(dǎo)體三極管結(jié)論晶體管有電流放大作用。晶體管的發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏時(shí)，晶體管為電流控制器件（基極電流控制集電極電流）參加導(dǎo)電的有自由電子和空穴，故又叫雙極型晶體三極管NPNPNPNPN型與PNP型晶體管電流電壓的參考方向第一章 半導(dǎo)體器件第二節(jié) 半導(dǎo)體三極管三、晶體管的伏安特性曲線1輸入伏安特性曲線（NPN）定義硅管 晶體管輸入特性與二極管的正向特性一樣，也有一段死區(qū)。只有在發(fā)射結(jié)外加

3、電壓大于死區(qū)電壓時(shí)，晶體管才會(huì)出現(xiàn) 。硅管的死區(qū)電壓約為鍺管的死區(qū)電壓約為 晶體管導(dǎo)通后，其發(fā)射結(jié)電壓變化范圍很小鍺管第一章 半導(dǎo)體器件第二節(jié) 半導(dǎo)體三極管2輸出特性曲線定義(1) 截止區(qū)外部特征：三極管相當(dāng)于開路。外部（偏置）條件：發(fā)射結(jié)反向偏置，集電結(jié)反向偏置。(2) 飽和區(qū)飽和區(qū)截止區(qū)外部特征：三極管相當(dāng)于短路。外部（偏置）條件：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)正向偏置。第一章 半導(dǎo)體器件第二節(jié) 半導(dǎo)體三極管（3）放大區(qū)飽和區(qū) 放大區(qū) 截止區(qū) 恒流特性 外部（偏置）條件：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。外部特征： 電流恒定 電流放大電流控制246iB大iC也大，iB等于0iC也等于0iB控制iC電

4、壓在很大范圍內(nèi)變化，電流幾乎不變第一章 半導(dǎo)體器件第二節(jié) 半導(dǎo)體三極管四、主要參數(shù)1電流放大系數(shù)直流 ： 交流 ： 在數(shù)值上2反向電流 晶體管的極間反向電流是少數(shù)載流子反向漂移形成的，因此，受溫度影響比較嚴(yán)重，是反映管子質(zhì)量的指標(biāo)，極間反向電流越小，管子質(zhì)量越高。（1）集電極基極間反向飽和電流 (2) 集電極-發(fā)射極間穿透電流第一章 半導(dǎo)體器件第二節(jié) 半導(dǎo)體三極管3極限參數(shù) (3)集電極最大允許耗散功率PCM (1)集電極最大允許電流ICM(2)集電極發(fā)射極反向擊穿電壓BU(BR)CEO過損耗區(qū) 晶體管電極的判別PNP 第一章 半導(dǎo)體器件第二節(jié) 半導(dǎo)體三極管NPN1數(shù)字式萬用表量程置于歐姆檔時(shí)

5、,“+”端紅表筆輸出電壓的極性為正極,而“-”端黑表筆輸出電壓的極性為負(fù)極。指針式萬用表的電壓極性與之相反。 2基極可以視為發(fā)射結(jié)和集電結(jié)兩個(gè)PN結(jié)的公共電極。以基極固定于某一測試表筆，而將另一表筆分別和另兩個(gè)電極相連。當(dāng)測得電阻阻值很低時(shí)，表示兩個(gè)結(jié)均被加上正向電壓，反之，被加上反向電壓。 3三極管處于放大狀態(tài)的值，遠(yuǎn)比處于倒置（C、E極互換）狀態(tài)的值大。測量要點(diǎn)第一章 半導(dǎo)體器件第二節(jié) 半導(dǎo)體三極管 1. 確定基極：將紅表筆和黑表筆先后固定到三極管的某條引腿。若(指針式表用1k檔，數(shù)字式表用測二極管擋)測得該腿和另兩條腿之間有低歐姆電阻，則該引腿即為基極，如果連基極的表筆為黑色（指針式表為

6、紅色），則該管為PNP管，若為紅色（指針式表為黑色），則該管為NPN管。測量步驟 2. 確定集電極和發(fā)射極：對NPN管，將紅、黑表筆分別和待判別的兩個(gè)電極相連接，在紅表筆（指針式表為黑表筆）所連電極和已判明的基極之間接個(gè)10k左右的電阻，意味著加一偏流，觀察電表指示歐姆值的大小，在調(diào)換表筆的兩次測量中，加偏流后電表指示歐姆值小，則意味著此種連接情況下的值大，紅表筆（指針式表為黑表筆）所接電極為集電極。對PNP管，方法與上述相似，只是偏流電阻接于黑表筆（指針式表為紅表筆）所接電極和已判明的基極引腿之間。第一章 半導(dǎo)體器件第三節(jié) 晶閘管一、基本結(jié)構(gòu)陽極A陰極K門極（控制極）G結(jié)構(gòu)示意圖符號第一章

7、半導(dǎo)體器件第三節(jié) 晶閘管普通型晶閘管有螺栓式和平板式兩種。 第一章 半導(dǎo)體器件第三節(jié) 晶閘管二、工作原理(1)A、K之間 加反向電壓J2正偏， J1、 J3反偏，V1不導(dǎo)通，晶閘管處于截止?fàn)顟B(tài)(2)A、K之間 加正向電壓，門極開路UAKUAKJ1、 J3正偏， J2反偏，V1不導(dǎo)通，晶閘管處于截止?fàn)顟B(tài)第一章 半導(dǎo)體器件第三節(jié) 晶閘管IG21IG1IGIB1J1、 J2 、J3均正偏， V1 、V2導(dǎo)通 如此循環(huán)，形成正反饋，使V1、 V2很快達(dá)到飽和導(dǎo)通，此過程時(shí)間很短，只有幾微秒，晶閘管迅速導(dǎo)通。導(dǎo)通后，A、K間壓降很小，電壓全部加在負(fù)載上。晶閘管中流過的電流與負(fù)載電流相同。UGKIG=IB

8、1V1放大IC1=1IB1=1IG= IB2V2放大IC2=2IB2=21IG=IB1（4）控制極的作用 晶閘管導(dǎo)通后，由于前面正反饋的作用，即使UGK0仍能保持繼續(xù)導(dǎo)通，因此，門極僅僅是觸發(fā)晶閘管使其導(dǎo)通，導(dǎo)通之后，門極就失去控制作用。 一般門極采用脈沖信號觸發(fā)信號。（3）A、K之間 加正向電壓， G、K之間加正向電壓第一章 半導(dǎo)體器件第三節(jié) 晶閘管（5）晶閘管的關(guān)斷2. 使陽極電流iA小于維持電流IH，即iA IH ，晶閘管將截止。1. A、K極之間加反向電壓，令uAK 0，晶閘管則處于截止?fàn)顟B(tài)結(jié)論：晶閘管導(dǎo)通條件：1. 陽極A和陰極K之間加正向電壓2. 控制極G和陰極K之間加正向電壓3.

9、 陽極電流大于擎住電流可見晶閘管是一個(gè)可控的導(dǎo)電開關(guān)；它與二極管相比，不同之處是其正向?qū)ㄊ芸刂茦O電流控制。晶閘管關(guān)斷條件：1. A、K極之間加反向電壓；2. iA 0特性ABCD正向轉(zhuǎn)折電壓維持電流擎住電流反向擊穿電壓第一章 半導(dǎo)體器件第三節(jié) 晶閘管四、主要參數(shù) 在控制極開路、元件額定結(jié)溫、晶閘管正向阻斷的條件下，可以重復(fù)加在晶閘管兩端的正向峰值電壓(允許每秒重復(fù)50次，每次持續(xù)時(shí)間不大于10ms)，此電壓為正向轉(zhuǎn)折電壓的80%。1正向斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UFRM在控制極開路、元件額定結(jié)溫條件下，陽極和陰極間允許重復(fù)加的反向峰值電壓，此電壓為反向轉(zhuǎn)折電壓的80% 。2反向重復(fù)峰值電壓URRM3正

10、向平均電流IF在規(guī)定的環(huán)境溫度，標(biāo)準(zhǔn)散熱及全導(dǎo)通的條件下，晶閘管允許連續(xù)通過的工頻正弦半波電流在一個(gè)周期內(nèi)的平均值，稱正向平均電流。電流有效值選擇晶閘管的依據(jù)第一章 半導(dǎo)體器件第三節(jié) 晶閘管4通態(tài)平均電壓UF 在規(guī)定的環(huán)境溫度和控制極開路時(shí)，維持晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通的最小電流。當(dāng)晶閘管的正向電流小于這個(gè)電流時(shí)，將自動(dòng)關(guān)斷。 在規(guī)定條件下當(dāng)通過正弦半波額定通態(tài)平均電流時(shí)，元件陽極和陰極間電壓降的平均值。其數(shù)值一般為0.61V。5維持電流IH6擎住電流IL 使晶閘管剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并在去掉觸發(fā)信號之后，能維持導(dǎo)通所需要的最小電流。一般IL=(24IH)。7控制極觸發(fā)電壓UG和觸發(fā)電流IG。 在規(guī)定的環(huán)境溫度，晶閘管陽極與陰極之間加6V正向直流電壓的條件下，使晶閘管由阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)的控制極最小直流電壓和電流，稱觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流。 第一章 半導(dǎo)體器件第三節(jié) 晶閘管目前我國生產(chǎn)的晶閘管的型號及其含義如下：KP