模擬電子技術(shù)第一章課件

1、常用半導(dǎo)體器件 第 1 章第一節(jié)半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí) 第二節(jié)半導(dǎo)體二極管 第三節(jié)雙極型半導(dǎo)體三極管 第四節(jié)場(chǎng)效晶體管 第五節(jié)晶閘管 第 1 章小結(jié)技能訓(xùn)練1元器件的識(shí)別與檢測(cè) 常用半導(dǎo)體器件第 1 章第一節(jié) 半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(shí)一、本征半導(dǎo)體二、雜質(zhì)半導(dǎo)體三、 PN 結(jié)(Semiconductor Diode)第一章常用半導(dǎo)體器件 常用的導(dǎo)體一般為銀、銅、鋁等物體；絕緣體為橡膠、塑料、膠木等；導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)稱為半導(dǎo)體。 用來(lái)制造半導(dǎo)體器件的材料主要是硅(Si)、鍺(Ge)和砷化鎵(GaAs)等。 半導(dǎo)體材料進(jìn)行特殊加工，使其成為性能可控，即可用來(lái)制造構(gòu)成電子電路的基本元件半導(dǎo)體器件

2、。 自然界中的物質(zhì)根據(jù)導(dǎo)電能力的不同分為導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。一、 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體 純凈的半導(dǎo)體。如硅、鍺單晶體。載流子 自由運(yùn)動(dòng)的帶電粒子。半導(dǎo)體中的載流子有兩種，自由電子和空穴。共價(jià)鍵 相鄰原子共有價(jià)電子所形成的束縛。+4+4+4+4硅(鍺)的原子結(jié)構(gòu)Si284Ge28184簡(jiǎn)化模型+4慣性核硅(鍺)的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)價(jià)電子自由電子(束縛電子)空穴空穴空穴可在共價(jià)鍵內(nèi)移動(dòng)第一章常用半導(dǎo)體器件本征激發(fā)：復(fù) 合：自由電子和空穴在運(yùn)動(dòng)中相遇重新結(jié)合成對(duì)消失的過(guò)程。漂 移：自由電子和空穴在電場(chǎng)作用下的定向運(yùn)動(dòng)。在室溫或光照下價(jià)電子獲得足夠能量擺脫共價(jià)鍵的束縛成為自由電子，并在共價(jià)鍵中留下一個(gè)空位(

3、空穴)的過(guò)程。第一章常用半導(dǎo)體器件兩種載流子電子(自由電子)空穴兩種載流子的運(yùn)動(dòng)自由電子(在共價(jià)鍵以外)的運(yùn)動(dòng)空穴(在共價(jià)鍵以內(nèi))的運(yùn)動(dòng) 結(jié)論：1. 本征半導(dǎo)體中電子和空穴成對(duì)出現(xiàn)，且數(shù)量少； 2. 半導(dǎo)體中有電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電； 3. 本征半導(dǎo)體導(dǎo)電能力弱，并與溫度有關(guān)。第一章常用半導(dǎo)體器件二、雜質(zhì)半導(dǎo)體（一）N 型半導(dǎo)體N 型+5+4+4+4+4+4磷原子自由電子電子為多數(shù)載流子空穴為少數(shù)載流子載流子數(shù) 電子數(shù)第一章常用半導(dǎo)體器件 在本征半導(dǎo)體中摻入微量雜質(zhì)元素，摻雜后的半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體?？煞譃镹型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。施主離子施主原子受主離子+3+4+4+4+4+4（二）P

4、型半導(dǎo)體P 型空穴硼原子空穴 多子電子 少子載流子數(shù) 空穴數(shù)受主原子注意: 雜質(zhì)半導(dǎo)體中載流子雖有多少之分，由于還有不能移動(dòng)的雜質(zhì)離子，因而整個(gè)半導(dǎo)體仍呈電中性。 三、 PN 結(jié)（一）PN 結(jié)的形成1. 載流子的濃度差引起多子的擴(kuò)散2. 復(fù)合使交界面形成空間電荷區(qū)(耗盡層) 空間電荷區(qū)特點(diǎn):無(wú)載流子，阻止擴(kuò)散進(jìn)行，利于少子的漂移。3. 擴(kuò)散和漂移達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡擴(kuò)散電流 等于漂移電流， 總電流 I = 0。內(nèi)建電場(chǎng)第一章常用半導(dǎo)體器件（二）PN 結(jié)的單向?qū)щ娦?. 外加正向電壓(正向偏置)P 區(qū)N 區(qū)內(nèi)電場(chǎng)+ UR外電場(chǎng)外電場(chǎng)使多子向 PN 結(jié)移動(dòng),中和部分離子使空間電荷區(qū)變窄。 IF限流電阻擴(kuò)散

5、運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)形成正向電流 IF 。IF = I多子 I少子 I多子2. 外加反向電壓(反向偏置)P 區(qū)N 區(qū) +UR內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)外電場(chǎng)使少子背離 PN 結(jié)移動(dòng)，空間電荷區(qū)變寬。IRPN 結(jié)的單向?qū)щ娦裕赫珜?dǎo)通，呈小電阻，電流較大; 反偏截止，電阻很大，電流近似為零。漂移運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)形成反向電流 IRIR = I少子 0第一章常用半導(dǎo)體器件第二節(jié)半導(dǎo)體二極管一、 半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)二、 二極管的伏安特性三、 二極管的主要參數(shù)第一章常用半導(dǎo)體器件四、 二極管電路的分析方法五、 特殊二極管一、 半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)構(gòu)成：PN 結(jié) + 引線 + 管殼 = 二極管符號(hào)：V分類：按材料分硅二極管鍺二極管按結(jié)構(gòu)分點(diǎn)

6、接觸型面接觸型點(diǎn)接觸型正極引線觸絲N 型鍺片外殼負(fù)極引線負(fù)極引線 面接觸型N型鍺PN 結(jié) 正極引線鋁合金小球底座金銻合金平面型正極引線負(fù)極引線集成電路中平面型PNP 型支持襯底第一章常用半導(dǎo)體器件二、二極管的伏安特性O(shè)uD /ViD /mA正向特性Uth死區(qū)電壓iD = 0Uth = 0.5 V 0.1 V(硅管)(鍺管)U UthiD 急劇上升0 U Uth UD(on) = (0.6 0.8) V硅管 0.7 V(0.1 0.3) V鍺管 0.2 V反向特性ISU (BR)反向擊穿U(BR) U 0 iD = IS 0.1 A(硅) 幾十 A (鍺)U U(BR)反向電流急劇增大(反向擊穿

7、)第一章常用半導(dǎo)體器件反向擊穿類型：電擊穿熱擊穿特別注意： 溫度對(duì)二極管的特性有顯著影響。當(dāng)溫度升高時(shí)，正向特性曲線向左移，反向特性曲線向下移。變化規(guī)律是：在室溫附近，溫度每升高1，正向壓降約減小22.5mV，溫度每升高10，反向電流約增大一倍。 PN 結(jié)未損壞，斷電即恢復(fù)。 PN 結(jié)燒毀。第一章常用半導(dǎo)體器件溫度對(duì)二極管特性的影響604020 0.0200.42550iD / mAuD / V20C90CT 升高時(shí)，UD(on)以 (2 2.5) mV/ C 下降第一章常用半導(dǎo)體器件硅管的伏安特性鍺管的伏安特性604020 0.02 0.0400.40.82550iD / mAuD / Vi

8、D / mAuD / V0.20.4 25 50510150.010.020第一章常用半導(dǎo)體器件三、 二極管的主要參數(shù)1. IF 最大整流電流(最大正向平均電流)2. URM 最高反向工作電壓，為 U(BR) / 2 3. IR 反向電流(越小單向?qū)щ娦栽胶?4. CB、CD 結(jié)電容(CB勢(shì)壘電容，CD擴(kuò)散電容)iDuDU (BR)I FURMO第一章常用半導(dǎo)體器件5. fM 最高工作頻率(超過(guò)時(shí)單向?qū)щ娦宰儾?影響工作頻率的原因 PN 結(jié)的電容效應(yīng) 結(jié)論：1. 低頻時(shí)，因結(jié)電容很小，對(duì) PN 結(jié)影響很小。 高頻時(shí)，因容抗減小，使結(jié)電容分流，導(dǎo)致單向 導(dǎo)電性變差。2. 結(jié)面積小時(shí)結(jié)電容小，工作

9、頻率高。第一章常用半導(dǎo)體器件第一章常用半導(dǎo)體器件四、二極管電路的分析方法1、理想模型特性u(píng)DiD符號(hào)及等效模型SS2、恒壓降模型uDiDUD(on)uD = UD(on)0.7 V (Si)0.2 V (Ge)UD(on)3、二極管的折線近似模型uDiDUD(on)UI斜率1/ rDrDUD(on)【例1-1】二極管電路如圖（a）所示，其輸入電壓uI(t)的波形如圖 (b)所示。第一章常用半導(dǎo)體器件（1）當(dāng)二極管為理想模型時(shí)，試?yán)L出 uO(t)的波形。200Vuo(t)200uI(t)3V(a)uI(t)(b)55Vt/ms當(dāng)uI(t)3V, uO(t) =3V; 當(dāng)uI(t) 3V, 當(dāng)uI

10、(t)=5V, uO(t)4V。 uO(t)1/2 uI(t)+ 1.5V; uI(t)(c)55Vt/ms4V3Vuo(t)第一章常用半導(dǎo)體器件（2）當(dāng)二極管為恒壓模型時(shí)(Uon=0.7V)，試?yán)L出 uO(t)的波形。uI(t)(b)55Vt/ms當(dāng)uI(t)3.7V, uO(t) =3V; 當(dāng)uI(t) 3.7V, 當(dāng)uI(t)=5V, uO(t)=3.65V。 uO(t)1/2 uI(t)+ 1.15V; uo(t)(c)55Vt/ms4V3V3.7V3.65Vuo(t)200V200uI(t)3V(a)Uon第一章常用半導(dǎo)體器件（3）當(dāng)二極管為折線模型時(shí)(Uon=0.7V,rD=25)

11、，試?yán)L出 uO(t)的波形。uI(t)(b)55Vt/ms當(dāng)uI(t)3.7V, uO(t) =3V; 當(dāng)uI(t) 3.7V, 當(dāng)uI(t)=5V, uO(t)=3.61V。 uO(t)0.47 uI(t)+ 1.26V; uo(t)(c)55Vt/ms4V3V3.7V3.61Vuo(t)VUon200200uI(t)3V(a)rD五、特殊二極管第一章常用半導(dǎo)體器件（一） 穩(wěn)壓二極管一、伏安特性符號(hào)iZ /mAuZ/VOUZ IZmin IZmaxUZIZ IZ二、主要參數(shù)1. 穩(wěn)定電壓 UZ 流過(guò)規(guī)定電流時(shí)穩(wěn)壓管 兩端的反向電壓值。2. 穩(wěn)定電流 IZ 越大穩(wěn)壓效果越好， 小于 IZmin

12、 時(shí)不穩(wěn)壓。3. 動(dòng)態(tài)電阻 rZ幾 幾十 rZ = UZ / IZ 越小穩(wěn)壓效果越好。4. 最大工作電流 IZM和最大耗散功率 PZMPZM = UZ IZmax第一章常用半導(dǎo)體器件5. 穩(wěn)定電壓溫度系數(shù)一般，UZ 7 V，穩(wěn)壓管具有正溫度系數(shù)；4 V UZ 7 V，溫度系數(shù)很小。aa是表示溫度每變化1oC時(shí)穩(wěn)壓值的變化量。第一章常用半導(dǎo)體器件例 1-2 分析簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路的工作原理;已知穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ=6V,最小穩(wěn)定電流IZmin=5mA,最大穩(wěn)定電流IZmax=25mA,負(fù)載電阻RL=600,計(jì)算限流電阻R 的取值范圍。UIUORRLILIRIZIR = IZ + ILUO= UI I

13、R R當(dāng) UI 波動(dòng)時(shí)(RL不變)當(dāng) RL 變化時(shí)(UI 不變)反之, 也可維持UO穩(wěn)定 。為保證穩(wěn)壓管正常工作，無(wú)論如何都要滿足IZminIZIZmax第一章常用半導(dǎo)體器件即： 則有：經(jīng)整理可得 ：對(duì)于限流電阻R的取值必須滿足： RminRRmax 第一章常用半導(dǎo)體器件（二） 發(fā)光二極管1. 符號(hào)和特性符號(hào)u /Vi /mAO2工作條件：正向偏置一般工作電流幾十 mA，導(dǎo)通電壓 (1 2) V。2. 發(fā)光類型：可見(jiàn)光：紅、黃、綠不可見(jiàn)光：紅外光特別注意: 發(fā)光二極管的導(dǎo)通壓降大于1V，一般紅色發(fā)光二極管約為1.61.8V，黃色約為2.02.2V，綠色約為2.22.4V，工作時(shí)必須串接限流電阻

14、。第 1 章半導(dǎo)體二極管第一章常用半導(dǎo)體器件（三） 光電二極管符號(hào)uiO暗電流E = 200 lxE = 400 lx特性工作條件：反向偏置2. 主要參數(shù):暗電流，光電流，最高工作范圍光學(xué)參數(shù)：光譜范圍，靈敏度，峰值波長(zhǎng)等實(shí)物照片（四） 變?nèi)荻O管 變?nèi)荻O管是利用PN結(jié)反偏時(shí)勢(shì)壘電容大小隨外加電壓而變化的特性制成的。 它主要用在高頻電路中作自動(dòng)調(diào)諧、調(diào)頻、調(diào)相等。 2.1雙極型半導(dǎo)體三極管一、雙極型半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)和工作原理二、晶體三極管的特性曲線三、三極管的主要參數(shù)四、光電三極管一、雙極型半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)和工作原理（一）雙極型半導(dǎo)體三極管（BJT）結(jié)構(gòu)NNP發(fā)射極 E基極 B集電極 C

15、發(fā)射結(jié)集電結(jié) 基區(qū) 發(fā)射區(qū) 集電區(qū)emitterbasecollectorNPN 型PPNEBCPNP 型分類：按材料分： 硅管、鍺管按結(jié)構(gòu)分： NPN、 PNP按使用頻率分： 低頻管、高頻管按功率分：小功率管 1 WECBECB第一章常用半導(dǎo)體器件雙極型半導(dǎo)體三極管的實(shí)物圖第一章常用半導(dǎo)體器件金屬封裝小功率管 塑封小功率管 塑封大功率管金屬封裝大功率管（二）工作原理三極管放大的條件內(nèi)部條件發(fā)射區(qū)摻雜濃度高基區(qū)薄且摻雜濃度低集電結(jié)面積大外部條件發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏外加電源與管子的連接方式VCCRCICecbVBBRbIBUBEUCEIEVCCRCICecbVBBRbIBUBEUCEIENPN型

16、管的連接方式PNP型管的連接方式第一章常用半導(dǎo)體器件滿足放大條件的三種電路uiuoCEBECBuiuoECBuiuo共發(fā)射極電路共集電極電路共基極電路實(shí)現(xiàn)電路uiuoRBRCuouiRCRE第一章常用半導(dǎo)體器件三極管內(nèi)部載流子的傳輸過(guò)程(以NPN型為例)1) 在VBB提供的正偏電壓作用下,發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入多子電子，形成發(fā)射極電流 IE。I CN多數(shù)向 BC 結(jié)方向擴(kuò)散形成 ICN。IE少數(shù)與空穴復(fù)合，形成 IBN 。I BNI CBOIBIC2)電子到達(dá)基區(qū)后(基區(qū)空穴運(yùn)動(dòng)因濃度低而忽略)第一章常用半導(dǎo)體器件ICNICIBNIB基區(qū)空穴來(lái)源基極電源提供(IB)集電區(qū)少子漂移(ICBO)IB三個(gè)

17、電極的電流關(guān)系:IE=IC+IB直流電流放大系數(shù):二、晶體三極管的特性曲線（一）輸入特性輸入回路輸出回路與二極管特性相似RCVCCiBIERB+uBE+uCEVBBCEBiC+iBRB+uBEVBB+O特性基本重合(電流分配關(guān)系確定)特性右移(因集電結(jié)開(kāi)始吸引電子)導(dǎo)通電壓 UBE(on)硅管： (0.6 0.8) V鍺管： (0.2 0.3) V取 0.7 V取 0.2 VVBB+RB第一章常用半導(dǎo)體器件（二）輸出特性iC / mAuCE /V100 A80 A60 A40 A20 AiB = 0O 2 4 6 8 4321截止區(qū)： iB 0 iC = ICEO 0條件：兩個(gè)結(jié)反偏2. 放大

18、區(qū)：3. 飽和區(qū)：uCE u BEuCB = uCE u BE 0條件：兩個(gè)結(jié)正偏特點(diǎn)：iC iB臨界飽和時(shí)： uCE = uBE深度飽和時(shí)：0.3 V (硅管)uCE=U(CES)=0.1 V (鍺管)放大區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)條件：發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏特點(diǎn)：水平、等間隔ICEO第一章常用半導(dǎo)體器件（三）溫度對(duì)三極管特性曲線的影響1. 溫度升高，輸入特性曲線向左移。溫度每升高 1C，UBE (2 2.5) mV。溫度每升高 10C，ICBO 約增大 1 倍。2. 溫度升高，輸出特性曲線向上移。OT1T2 iCuCE T1iB = 0T2 iB = 0iB = 0溫度每升高 1C， (0.5 1)%

19、。輸出特性曲線間距增大。O第一章常用半導(dǎo)體器件三、三極管的主要參數(shù)1、電流放大系數(shù)（1） 共發(fā)射極電流放大系數(shù)iC / mAuCE /V50 A40 A30 A20 A10 AIB = 0O 2 4 6 8 4321 直流電流放大系數(shù) 交流電流放大系數(shù)一般為幾十 幾百（2）共基極電流放大系數(shù) 1 一般在 0.98 以上。 Q2、極間反向飽和電流CB 極間反向飽和電流 ICBO，CE 極間反向飽和電流 ICEO。第一章常用半導(dǎo)體器件3、極限參數(shù)1. ICM 集電極最大允許電流，超過(guò)時(shí) 值明顯降低。U(BR)CBO 發(fā)射極開(kāi)路時(shí) C、B 極間反向擊穿電壓。2. PCM 集電極最大允許功率損耗PC

20、= iC uCE。3. U(BR)CEO 基極開(kāi)路時(shí) C、E 極間反向擊穿電壓。U(BR)EBO 集電極極開(kāi)路時(shí) E、B 極間反向擊穿電壓。U(BR)CBO U(BR)CEO U(BR)EBOiCICMU(BR)CEOuCEPCMOICEO安全 工 作 區(qū)第一章常用半導(dǎo)體器件四、光電三極管 光電三極管的工作原理是將光照后產(chǎn)生的電信號(hào)又進(jìn)行了放大，用光的強(qiáng)度來(lái)控制集電極電流的大小。 符號(hào)：ce第四節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管一、 結(jié)型場(chǎng)效晶體管三、 場(chǎng)效晶體管的主要參數(shù)二、絕緣柵場(chǎng)效晶體管第一章常用半導(dǎo)體器件場(chǎng)效晶體管 FET (Field Effect Transistor)類型：結(jié)型 JFET (Juncti

21、on Field Effect Transistor)絕緣柵型 IGFET(Insulated Gate FET)特點(diǎn)：1. 單極性器件(一種載流子導(dǎo)電)3. 工藝簡(jiǎn)單、易集成、功耗小、體積小、成本低、噪聲低、熱穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。2. 輸入電阻高(108 1015 ，IGFET 可高達(dá) 1015 )第一章常用半導(dǎo)體器件一、 結(jié)型場(chǎng)效晶體管（一） 結(jié)構(gòu)與符號(hào)N 溝道 JFETP 溝道 JFET第一章常用半導(dǎo)體器件有三個(gè)電極：柵極（G）、源極（S）、漏極（D）。（二） 工作原理uGS 0，uDS 0 此時(shí) uGD = UP； 溝道楔型耗盡層剛相碰時(shí)稱預(yù)夾斷。預(yù)夾斷當(dāng) uDS ，預(yù)夾斷點(diǎn)

22、下移。（三） 轉(zhuǎn)移特性和輸出特性當(dāng) UP uGS 0 時(shí),uGSiDIDSSuDSiDuGS = 3 V 2 V 1 V0 V 3 V第一章常用半導(dǎo)體器件UPOO工作狀態(tài)可變電阻區(qū)飽和區(qū)（恒流區(qū)）擊穿區(qū)（一） N 溝道增強(qiáng)型二、絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（IGFET）1. 結(jié)構(gòu)與符號(hào)P 型襯底(摻雜濃度低)N+N+用擴(kuò)散的方法制作兩個(gè) N 區(qū)在硅片表面生一層薄 SiO2 絕緣層S D用金屬鋁引出源極 S 和漏極 DG在絕緣層上噴金屬鋁引出柵極 GB耗盡層S 源極 SourceG 柵極 Gate D 漏極 DrainSGDB第一章常用半導(dǎo)體器件2. 工作原理（1）uGS 對(duì)iD的控制作用a. 當(dāng) uGS =

23、 0 ，D、S 間為兩個(gè)背對(duì)背的 PN 結(jié)；b. 當(dāng) 0 uGS UT)D、S 間的電位差使溝道呈楔形，uDS，靠近漏極端的溝道厚度變薄。預(yù)夾斷(UGD = UT)：漏極附近反型層消失。預(yù)夾斷發(fā)生之前： uDS iD。預(yù)夾斷發(fā)生之后：uDS iD 不變。第一章常用半導(dǎo)體器件3. 特性曲線2 4 64321uGS /ViD /mAUDS = 10 VUT當(dāng) uGS UT 時(shí)：uGS = 2UT 時(shí)的 iD 值輸出特性曲線可變電阻區(qū)uDS 107 MOSFET：RGS = 109 1015IDSSuGS /ViD /mAO第一章常用半導(dǎo)體器件（一）直流參數(shù)1. 低頻跨導(dǎo) gm 反映了uGS 對(duì) i

24、D 的控制能力，單位 S(西門子)。一般為幾毫西 (mS)PDM = uDS iD，受溫度限制。2. 輸出電阻 rd6. 最大漏極功耗 PDMuGS /ViD /mAQO第一章常用半導(dǎo)體器件（二）交流參數(shù)3. 極間電容CGS、CGDCGS 是柵源極間的電容， CGD 是柵漏極間的電容。4. 最大漏源電壓U(BR)DS5. 最大柵源電壓U(BR)GS第五節(jié)晶閘管一、 結(jié)構(gòu)和等效模型三、 晶閘管的伏安和主要參數(shù)二、工作原理第一章常用半導(dǎo)體器件晶閘管又稱硅可元件(SCR)用途：?jiǎn)蜗蛐碗p向型特點(diǎn)：1. 體積小、重量輕、容量大、響應(yīng)速度快、控制靈活、壽命長(zhǎng)及維護(hù)方便。2. 通過(guò)弱電流或低伏電壓控制強(qiáng)電流

25、和高電壓。第一章常用半導(dǎo)體器件常用于可控整流、逆變、調(diào)壓等電路，也可作為無(wú)觸點(diǎn)功率開(kāi)關(guān)。類型可關(guān)斷型幾種晶閘管實(shí)物圖第一章常用半導(dǎo)體器件一、結(jié)構(gòu)和等效模型第一章常用半導(dǎo)體器件1.晶閘管結(jié)構(gòu)J2N1P1P2N2A(陽(yáng)極) G(控制極)J1K(陰極)J3V2N2K(陰極)N1P2A(陽(yáng)極)N1P1P2 G(控制極)V1結(jié)構(gòu)四層半導(dǎo)體材料(P型和N型交替組成)三個(gè)PN結(jié)(J1、J2、J3)引出三個(gè)電極(陽(yáng)極A、陰極K、控制極G)2. 等效電路第一章常用半導(dǎo)體器件A(陽(yáng)極)N1P1P2 G(控制極)V1V2N2K(陰極)N1P2結(jié)構(gòu)分解圖GKAV1V2等效電路電路符號(hào)KAG二、 工作原理第一章常用半導(dǎo)

26、體器件KAGRVAAVGGSIC1AV1V2KGVAAVGGSRUGK2IB212IB2IB2IG_+實(shí)際電路等效電路a. S閉合時(shí)控制極在電壓UGK的作用下，產(chǎn)生V2管的基極電流為IB2，即觸發(fā)電流IG，其集電極電流為IB2； b. V1基極電流IB12IB2， V1集電極電流IC1=2IB2；IC1作為V2管的基極電流再一次進(jìn)行上述放大過(guò)程，形成正反饋; c. 晶閘管很快處于導(dǎo)通狀態(tài)，這一過(guò)程稱為觸發(fā)導(dǎo)通。 d. 晶閘管一旦導(dǎo)通，即使開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，管子內(nèi)部的正反饋始終維持導(dǎo)通狀態(tài)，即控制極就失去控制作用。(一) 晶闡管的伏安特性第一章常用半導(dǎo)體器件三、 晶闡管的伏安特性和主要參數(shù)0uAK(V

27、)iA(A)DUBOIG2 IG1 IG0=0IHBCUFIRUBRA0A2A1A0a. 觸發(fā)電流iG0時(shí)，uAK增大，初始陽(yáng)極電流較小，稱為正向漏電流，晶閘管不導(dǎo)通，處于正向阻斷狀態(tài)(簡(jiǎn)稱斷態(tài))。 b. 增大uAK，J2結(jié)擊穿，i(A)增加，狀態(tài)變?yōu)橥☉B(tài)。這時(shí)所對(duì)應(yīng)的電壓峰值稱為正向轉(zhuǎn)折電壓UBO 。c.管子導(dǎo)通后，正向管壓降突然降低為UF。d. 若uAK 減小，iA沿BC段減小,到B點(diǎn)時(shí)，為最小維持電流IH。如果 iA IG1 IG0=0IRA0A2A1A00uAK(V)iA(A)BCUF小 結(jié)第 1 章一、兩種半導(dǎo)體和兩種載流子兩種載流子的運(yùn)動(dòng)電子 自由電子空穴 價(jià)電子兩 種半導(dǎo)體N 型

28、 (多子為電子)P 型 (多子為空穴)二、二極管1. 特性 單向?qū)щ娬螂娮栊?理想為 0)，反向電阻大()。iDO uDU (BR)I FURM2. 主要參數(shù)正向 最大平均電流 IF反向 最大反向工作電壓 U(BR)(超過(guò)則擊穿)反向飽和電流 IR (IS)(受溫度影響)第 1 章 小結(jié)IS3. 二極管的等效模型理想模型 (大信號(hào)狀態(tài)采用)uDiD正偏導(dǎo)通 電壓降為零 相當(dāng)于理想開(kāi)關(guān)閉合反偏截止 電流為零 相當(dāng)于理想開(kāi)關(guān)斷開(kāi)恒壓降模型UD(on)正偏電壓 UD(on) 時(shí)導(dǎo)通 等效為恒壓源UD(on)否則截止，相當(dāng)于二極管支路斷開(kāi)UD(on) = (0.6 0.8) V估算時(shí)取 0.7 V硅

29、管：鍺管：(0.1 0.3) V0.2 V第 1 章 小結(jié)4. 特殊二極管工作條件主要用途穩(wěn)壓二極管反 偏穩(wěn) 壓發(fā)光二極管正 偏發(fā) 光光敏二極管反 偏光電轉(zhuǎn)換第 1 章 小結(jié)折線近似模型相當(dāng)于有內(nèi)阻的恒壓源 UD(on)折線斜率的倒數(shù)為恒壓源的內(nèi)阻rD。三、兩種半導(dǎo)體放大器件雙極型半導(dǎo)體三極管(晶體三極管 BJT)單極型半導(dǎo)體三極管(場(chǎng)效晶體管 FET)兩種載流子導(dǎo)電多數(shù)載流子導(dǎo)電晶體三極管1. 形式與結(jié)構(gòu)NPNPNP三區(qū)、三極、兩結(jié)2. 特點(diǎn)基極電流控制集電極電流并實(shí)現(xiàn)放大放大條件內(nèi)因：發(fā)射區(qū)載流子濃度高、基區(qū)薄、集電區(qū)面積大外因：發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏3. 電流關(guān)系IE = IC + IBIC = IB + ICEO IE = (1 + ) IB + ICEOIE = IC + IBIC = IB IE = (1 + ) IB 第 1 章 小結(jié)4. 特性iC / mAuCE /V100 A80 A60 A40 A20 AIB = 0O 3 6 9 124321O0.40.8iB / AuBE / V60402080死區(qū)電壓(Uth)：0.5 V