PN结及其单向导电特性半导体二极管的伏安特性曲线.ppt

本章重点内容 PN结及其单向导电特性 半导体二极管的伏安特性曲线 二极管在实际中的应用 三极管的结构和工作原理 三极管的放大作用 三极管的测量 1.1 PN结 1.1.1 本征半导体 空穴 自由电子 a b c 44 4 44 4 4 44 共价键的两 个价电子 价电子 4 （a）硅和锗原子的简化结构模型 (b)晶体的共价键结构及电子空穴对的产生 图 1.1硅、锗原子结构模型及共价键结构示意图 第1章 半导体器件 1.1.2 杂质半导体 1N型半导体 2P型半导体 磷原子 自由电子 44 4 45 4 4 44 电子一空穴对 图1.2 N型半导体的结构 空穴 硼原子 44 4 43 4 4 44 电子一空穴对 图1.3 P型半导体的结构 3. PN结的形成 内电场 P区 N区 P区 N区空间电荷区 图1.4 PN结的形成 4 PN结的单向导电特性 (1) PN结的正向导通特性 R 外电场 内电场 IR 空穴 (多数) 电子 (多数) N P 变薄 N P 变 厚 IR0 R 外电场 内电场 电子 (少数) 空穴 (少数) (a) 正向偏置 （b）反向偏置 图1.5 PN结的导电特性 (2) PN结的反向截止特性 1.2 半导体二极管 1.2.1 半导体二极管的结构及其在电路中的符号 外壳 (阴极) (阳极) P N 阳极引线 阴极引线 VD (阴极) （a） 结构 （b）电路符号 （c）实物外形 图1.6 二极管结构、符号及外形 uv /V 0 1 5 1 0 5 （A ） iv/ mA A B B A - 5 I R 0.2 0.4 0.6 0.8 C D D C - 30 -U（ BR） 硅 锗 图1。.7 二极管伏安特性曲线 1.2.2 半导体二极管的伏安特性 1正向特性 2反向特性 3反向击穿特性 4温度对特性的影响 1.2.3 半导体二极管的主要参数 1最大整流电流IF 2最大反向工作电压URM 3反向饱和电流IR 4二极管的直流电阻R 5最高工作频率fM 1.2.4 半导体二极管的命名及分类 1半导体二极管的命名方法 用数字表示电极数目 用字母表示材料和极性 用字母表示类型 用数字表示序号 用数字表示规格 图1.8 半导体器件的型号组成 2半导体二极管的分类 1.2.5 二极管的判别及使用注意事项 1二极管的判别（用万用表进行检测） （1）二极管正、负极性及好坏的判断 （2）二极管好坏的判别 （3）硅二极管和锗二极管的判断 （4）普通二极管和稳压管的判别 2二极管使用注意事项 1.2.6 几种常用的特殊二极管 1. 稳压二极管 (1)稳压二极管的工作特性 (a) 伏安特性 （b）符号 图1.9 稳压二极管的特性曲线和符号 0 IA（Izmin） IZ IA（Izmax） ImA UZ UV B A UZ IZ UB UA VD (2).稳压管的主要参数 2. 发光二极管 (1)普通发光二极管 (2)红外线发光二极管 3激光二极管 4 光电二极管 5 变容二极管 (a) 压控特性曲线 (b) 电路符号 图1.10 变容二极管的压控特性曲线和电路符号 80 60 40 20 CJ/p F 2 4 6 8 10 12 14 U/V 0 VD 1.1.3 3 半导体三极管半导体三极管 1.3.1 三极管的结构及类型三极管的结构及类型 半导体三极管是由两个背靠背的PN结构成 的。在工作过程中，两种载流子（电子和空 穴）都参与导电，故又称为双极型晶体管双极型晶体管， 简称晶体管或三极管。 两个PN结，把半导体分成三个区域。 这三个区域的排列，可以是N-P-N，也可以 是P-N-P。因此，三极管有两种类型：NPNNPN 型型和PNPPNP型型。 NPN型 PNP型 箭头方向表示发射结加 正向电压时的电流方向 1.3.2 电流分配和电流放大作用电流分配和电流放大作用 （1）产生放大作用的条件 内部：a）发射区杂质浓度基区集电区 b）基区很薄 外部：发射结正偏，集电结反偏 （2）三极管内部载流子的 传输过程 a）发射区向基区注入电子 ，形成发射极电流 iE b）电子在基区中的扩散与 复合，形成基极电流 iB c）集电区收集扩散过来的 电子，形成集电极电流 iC （3）电流分配关系： iE = iC + iB 实验表明IC比IB大数十至数百倍，因而有。IB虽然很 小，但对IC有控制作用，IC随IB的改变而改变，即基 极电流较小的变化可以引起集电极电流较大的变化， 表明基极电流对集电极具有小量控制大量的作用，这 就是三极管的电流放大作用。 1.3.3 三极管的特性三极管的特性 工作状态及接法工作状态及接法 1 1输入特性曲线 与二极管类似 2 2输出特性曲线 （1）放大区：发射极正向偏置，集电结反向偏置 （2）截止区：发射结反向偏置，集电结反向偏置 （3）饱和区：发射结正向偏置，集电结正向偏置 此时 1.3.4 三极管的主要参数三极管的主要参数 1、电流放大系数：iC= iB 2、极间反向电流iCBO、iCEO：iCEO=（1+ ）iCBO 3、极限参数 （1）集电极最大允许电流 ICM：下降到额定值的 2/3时所允许的最大集电极电流。 （2）反向击穿电压U（BR）CEO：基极开路时，集电 极、发射极间的最大允许电压。 （3）集电极最大允许功耗PCM 。 (a) (b) (c) 图1.17 三极管引脚识别示意图 B C E E