電工電子經(jīng)典課件Ch.4常用半導(dǎo)體器件.ppt

1、1，Chapter 4，公用半導(dǎo)體器件，2，主要內(nèi)容，半導(dǎo)體的基本知識和PN結(jié)半導(dǎo)體二極管雙極電晶體，3，對于部件，請關(guān)注特性、參數(shù)、規(guī)格和正確使用方法，不要過多地計較內(nèi)部機制。討論機構(gòu)的目的在于應(yīng)用。學(xué)習(xí)用工程角度分析問題。也就是說，根據(jù)實際情況合理逼近零件的數(shù)學(xué)模型和電路工作條件，以簡單的分析方法取得了實際結(jié)果。在進行電路分析計算時，只要能滿足技術(shù)指標(biāo)，就不要過分追問正確的數(shù)字。零件是非線性的，特性分散的，RC的值有誤差，工程中允許一定誤差，合理預(yù)測的方法。學(xué)習(xí)要求：4，物質(zhì)分類，導(dǎo)體：各種金屬，絕緣體：橡膠，陶瓷，塑料等，4.1半導(dǎo)體的基本知識和PN結(jié)，4.1.1半導(dǎo)體的基本知識，半導(dǎo)體

2、，5，純，1。本晶半導(dǎo)體精煉硅或鍺材料，形成單晶體，然后形成共價鍵結(jié)構(gòu)。4個價電子，共價鍵，6，唯一激發(fā)，載流子：自由電子和孔。熱運動導(dǎo)致自由電子孔對的現(xiàn)象。本征半導(dǎo)體的載流子數(shù)量很少，導(dǎo)電率很低。加入微量雜質(zhì)(某種元素)后，導(dǎo)電性大大提高，其導(dǎo)電性不再依賴于溫度，而是受雜質(zhì)類型和摻量的支配。半導(dǎo)體的基本知識和PN結(jié)，半導(dǎo)體傳導(dǎo)器：自由電子和空穴載流子兩者共同參與傳導(dǎo)。7，2。雜質(zhì)半導(dǎo)體，N型半導(dǎo)體在本晶半導(dǎo)體中混合砷(As)、磷(P)等五價原子，P型半導(dǎo)體在本晶半導(dǎo)體中混合三價原子(B)、鎵(Ga)、半導(dǎo)體的基本知識和PN結(jié)、電離。4.1.2 PN結(jié)，1 .PN結(jié)的形成，另一個摻雜在完整的硅

3、片上的工藝，一個形成N型半導(dǎo)體，另一個形成P型半導(dǎo)體。在兩個半導(dǎo)體交叉接口上形成離子薄層的空間電荷區(qū)域稱為PN結(jié)。濃度差異大的擴散運動空間電荷區(qū)，內(nèi)部電場，促進器件漂移，防止多邊擴散，動態(tài)平衡PN結(jié)，9，PN結(jié)加上正向電壓，PN結(jié)變窄，正向電流變大，正向電阻大小小，PN結(jié)處于傳導(dǎo)狀態(tài)。2 .PN結(jié)的單向?qū)щ?，在PN結(jié)上加上逆壓，PN結(jié)變寬，逆電流變小，逆電阻大小變大，PN結(jié)處于閉合狀態(tài)。結(jié)論：PN連接具有單向傳導(dǎo)性。半導(dǎo)體的基本知識和PN結(jié)，10，4.2半導(dǎo)體二極管，4.2.1電路符號和基本結(jié)構(gòu)，PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線和外殼，就成為半導(dǎo)體二極管。電路符號，11，3。平面二極管，2 .面接觸型

4、二極管，1。點接觸型二極管，PN結(jié)面積大，工頻大電流整流電路。PN結(jié)面積小，結(jié)電容器小，用于檢波和變頻等高頻波爐。集成電路制造工藝。PN結(jié)面積大，可用于高頻整流和開關(guān)電路。半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路，12，添加正向電壓時，死區(qū)電壓硅管：0.5V，鍺管：0.1V，正向傳導(dǎo)區(qū)電壓基本保持不變，傳導(dǎo)電壓UF為硅管：0.7v(0 . 6 . 0 . 7v)，鍺管：0.3V，1 .正向特性、4.2.2二極管電壓電流特性、正向傳導(dǎo)區(qū)域、半導(dǎo)體二極管和應(yīng)用電路、13、反向電壓增加到U(BR)時，反向電流突然增加。失去二極管單向傳導(dǎo)性。3 .反向擊穿特性，2 .反向特性，低功率硅管：1A低功率鍺管：10100A

5、，u0時電流較小，幾乎為零。半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路、反向特性、反向擊穿、14，4.2.3主要參數(shù)、2 .最大反向工作電壓UDRM可以保證給定的最大反向電壓，通常是反向擊穿電壓的一半或三分之二，而不破壞二極管。1 .最大整流電流IFM二極管長時間使用時可流動的最大正向平均電流。3 .最大反向電流IRM二極管反向工作峰值電壓的反向電流值。，用于描述半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路、二極管導(dǎo)電特性，是二極管選擇和使用的基礎(chǔ)。15，4.2.4二極管電路模型，二極管是非線性器件，通常采用非線性電路的模型分析法。通過二極管后硅管：uD0.7V，鍺管：uD0.3V，1相當(dāng)于理想開關(guān)。2 .靜壓降模型，1。二極管電路廣泛應(yīng)用于理想模型、半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路、16，4.2.5二極管應(yīng)用電路和電子技術(shù)。包括基本電路限制電路、整流電路、鉗制電路、開關(guān)電路等。1 .整流電路，us0，D通時，uo=us；如果Us0，d終止，則uo=0。半波整流電路，半導(dǎo)體二極管及其應(yīng)用電路，17，2。限制電路，二極管D1，D2的恒壓源模型，UON=0.7V. USUON，D1傳導(dǎo)，D2拋光，uo=0.7V；US UON，D2傳導(dǎo)，D1閉合，uo=0.7V；| uS | UON表示D1，D2全部關(guān)閉，uo=us。輸出電壓限制為0.7V