模电课件-第1章-半导体器件.ppt

第一章一般是了解半导体器件、教育目标、半导体的基本特性、半导体二极管、双极晶体管、场效应晶体管分类、结构、基本电气特性和主要技术参数等。了解固有半导体、杂质半导体、PN结、单向导电、伏安特性、电容效应、电流放大、击穿、电压调节、夹子、开路等基本概念。了解PN结的工作原理、半导体二极管的伏安特性、双极晶体管工作原理、电流分配关系、电流放大原理、输入特性曲线、输出特性曲线、场效应晶体管工作原理、传输特性曲线和输出特性曲线。第一章中常用半导体器件、1.1半导体基础、1.2半导体二极管、1.3晶体晶体管、1.4场效应晶体管、1.1半导体基础、导体：自然中容易导电的物质称为导体，金属一般为导体。(电阻率10-6-10-3)，绝缘体：有些物质几乎不导电，被称为绝缘体，例如橡皮、陶瓷、塑料、石英等。(电阻率109 1020平方米)，半导体：其他类型物质(例如锗、硅、砷化镓等)的导电特性介于导体和绝缘体之间。(电阻率10-3-109平方米)。1，具有固有半导体、正义、纯晶体结构的半导体称为固有半导体。固有半导体结构和导电机制(如硅Si)、价态电子共享、共价晶格结构、半导体中两种载体3360自由电子和孔、自由电子、孔、外部电场作用下电子的定向移动形成电流、外部电场作用下腔的定向移动形成电流、以及固有半导体电流人是自由电子和孔(金属是？)。电子和孔以相同的浓度成对出现。3.由于热刺激能产生电子和空腔，半导体的导电性与温度相关，对温度敏感。摘要、2杂质半导体、2.1N型半导体、纯硅晶体中掺入磷等五价元素，取代晶格中的硅原子位置，就形成了n型半导体。电子-多个子级；孔-小子、2杂质半导体、2.2P型半导体、纯硅晶体中掺入硼等三价元素，取代晶格中的硅原子位置，就形成了p型半导体。孔多子；电子-小肠、3PN结、3.1PN结的形成、p区、n区、低浓度，因此物质的运动称为扩散运动。气体、液体、固体都有，包括电子和空腔的扩散！3.1PN连接的形成，在交叉接口上，两个载波之间的浓度差异导致扩散行为。3.1PN结的形成，交叉接口，由于扩散运动，复合，空间电荷区，I漂移，3.1PN结的形成，当扩散电流等于漂移电流时，达到动态平衡，形成PN结。PN接头，I漂移，1 .扩散运动形成空间电荷区和内部电场；内部电场干扰多子扩散，有助于小数漂移。3.当扩散电流等于漂移电流时，达到动态平衡并形成PN连接。摘要，3.2PN接头的单向导电，1)PN接头和正向电压是指p加正电压，n加负电压，有时称为正向或正向偏移。内部电场，外部电场，外部电场抵消内部电场的作用，使耗尽层变窄，形成更大的扩散电流。，2)PN连接加上逆电压，则处于闭合状态，由于外部电场和内部电场的相互作用，耗尽层变宽，从而形成小漂移电流。3.3PN接头的电压电流性质(摘要)，PN接头的电流方程式为。其中IS是反向饱和电流、ut-26mv、清华大学huachengying hchya、3.4PN接头的电容效应、1)屏障电容、PN接头电压变化时空间电荷区域的宽度发生变化，电荷积累和发射过程和发射过程，2)扩散电容，加上正向电压变化到PN连接，在扩散距离上载波浓度及其斜率都发生变化，电荷积累和发射过程，等效电容被称为扩散电容Cd。，接合电容：接合电容不是常数！如果PN接头的电压频率高到一定程度，就会失去单向导电能力！1.2半导体二极管、PN连接的机壳封装和电极引线构成半导体二极管。p区域中的电极为正极(a)，n区域中的电极为负极(k)。二极管符号：PN接头封装，连接两个电极，构成二极管。低功耗二极管、大功率二极管、调节器二极管、发光二极管、二极管的电压电流特性和电流方程、通电电压、反向饱和电流、击穿电压、温度的电压等效、二极管中的电流与其末端电压之间的关系称为电压电流特性。VT温度的电压等效，VT=kT/q=T/11600=0.026V，其中k是波兹曼常数(1.3810-23j/k)，T是热力学温度，即绝对温度(300K室温vt26mv。二极管伏安特性-单向导电！电压电流特性受温度影响，t(c)电流保持不变时，管压降u 反向饱和电流为isu(br)正向特性向左，反向特性向下，正向特性为指数曲线，反向特性为水平轴的平行线，1倍，1)电压电流特性为折线，2)微可变等效电路，q越高，rd越小。如果二极管在静态基础上起动态信号的作用，则可以将二极管与动态电阻(即称为微等效电路的电阻)同等地进行比较。ui=0直流电源、小信号、静态电流、二极管直流电阻、二极管直流电阻是在电压电流特性的特定点工作的端电压与电流的比率。图(a)电路(b)二极管电压电流特性和工作点Q(c)二极管直流电阻：2。使用万用表检测二极管，在RA100或R A1k齿轮上测量，红色笔为(内部电源)阴极，黑色笔为(内部电源)阴极。正负电阻各测量一次，测量时手不能接触针。(1)指针多计测试，普通硅管正向阻力数千欧，锗管正向阻力数百欧；逆阻力是数百，000欧洲。前后阻力差不是劣等管。如果正向和反向电阻为无穷大或0，则二极管内部断路或短路。(2)数字万用表测试，红笔为(内部电源)阳极，黑笔为(内部电源)阴极。二极管的主要参数，1 .最大整流电流中频，二极管长期使用时可通过二极管的最大正向平均电流。2 .反向击穿电压U(BR)，二极管反向击穿电压值。故障时反向电流激增，二极管的单向导电性受损或过热，被烧毁。文档中描述的最大反向操作电压UR通常是U(BR)的一半。3 .反向电流IR表示向二极管添加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流越大，管道的单向传导就越差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度影响，温度越高，反向电流越大。硅管的逆电流少，锗管的逆电流比硅管大几十倍到几百倍。4 .最大工作频率调频、二极管的上频率、1 n 54x系列二极管参数、半导体器件的命名方法、第1部分、数字字符(汉图)数字字符(汉图)、电极数材料和极性器件类型序列号规范编号、2-二极管、3-晶体管、3-晶体管g-高频低功率管、d-低频高功率管、a-高频高功率管、第4部分、第5部分，例如：2CP2AP2CZ2CW普通硅二极管普通锗硅整流二极管硅稳压二极管、二极管的一般应用、图、应用程序2:绘制二极管电路的输出波形(设置UD=0.7V)。，0.7v，0.7v，-3v，钳形二极管！电压调节二极管，1)电压电流特性，进入电压调节区的最小电流，完好的最大电流由PN连接组成，反向故障后，在特定电流范围内的最终电压基本上不会在一定电压范围内波动。2)主要参数，稳定电压UZ，稳定电流IZ，最大功耗PZM=IZMUZ，动态电阻rz= uz/ iz，稳定器管道中的电流过小会破坏稳压器中的电流，因此稳定器管道电路必须具有限制稳定器管道电流的限流电阻！限流阻抗，倾斜？应用3:RL是负载电阻，r电流限制电阻在UI更改时由于电压稳定管的作用，输出UO保持不变。特殊二极管，1 .光电二极管是将光能转换为电能的半导体器件，其结构与普通二极管类似，不同之处在于入射光窗留在壳体上。2 .发光二极管是将电力转换为光能的半导体器件。由PN连接组成，在n区和p区注入的载波中，当发光二极管为正偏时，发出可见光和不可见光。1.3晶体晶体管，1，晶体管结构和符号，NPN类型，基本区域，发射区域，收集器区域，发射接头，收集器，发射极，基极，集电极，b，e，c，发射极箭头方向是电流的方向，晶体管上有三极，c，中功率管，高功率管，第二，晶体管的电流放大原理，放大是模拟信号的最基本处理。晶体管是放大电路的关键组件，控制能量的转换，输入的小变化不失真的放大输出，放大的对象是波动量。晶体管的放大可以作为小的基极电流来控制大的集电极电流。共同发射放大电路，扩散运动形成发射极电流IE，复合运动形成基极电流IB，漂移运动形成集电极电流IC。由于少数载流子运动，发射区域的高次浓度，在发射区域向基座扩散大量电子，因此在极少数情况下，由于低次浓度，在极少数情况下向基座扩散的电子和中空复合，由于集电极区域大面积，在外部电场作用下向基座扩散的大部分电子是集电极区域，基底区域腔的扩散，VB，RB，Vcc，晶体管实质上是电流控制器！渗透电流，集电极反向电流，直流电流放大系数，交流电流放大系数，电流分配关系：晶体管电流放大条件：内部条件，发射区大部分载波浓度高；底座薄，掺杂浓度小。集电极区面积大，掺杂浓度低于发射区。外部条件，测试问题：晶体管发射极和集电极可互换吗？第三，晶体管公用特性曲线，1 .输入性质，作业压力降：矽管ube 0.6至0.7v，锗管ube 0.2至0.3v .死区电压，矽管0.5V，锗管0.2V .2。输出性质，此区域称为IC=IB，这是线性区域(放大区域)。IC仅与IB相关；IC=IB。该区域的UCE ，2 .输出属性，此区域的：IB=0，IC=ICEO，UBEIC，uce 0.3v，(3)时间栏：ubUGS (off)，ugd0中，UGS拉伸空孔并形成耗尽层。在UGS0中，当UGS足够大时(UGSUGS(th)，将显示基于电子导电性的n型导电通道。吸引电子，VGS(th)称为开路电压，导电通道在两个n段内均匀。UDS增加时，d区域附近的导电通道变窄。UDS增加并且UGD=UGS(th)表示接近d末端的通道已剪辑，因此已预剪辑。(a) ugdugs (th)，(b) ugd=ugs (th)，(c) ugd 0，生成更大的泄漏电流；ugs 0；UGS正数、负数和零都可以。fet的主要参数，1，直流参数，饱和泄漏电流IDSS，2。夹电压向上，3 .电压UT，4开，4。直流输入电阻RGS，耗竭fet的重要参数。是增强的fet的重要参数。是耗竭fet的重要参数。输入电阻高。接合fet通常超过107个，绝缘灌嘴fet通常大于109。第二，交流参数，1 .低频跨导gm，2 .极间电容，描述了栅源间电压UGS中泄漏电流ID的控制效果。，单位：ID毫秒(ma)；UGS螺栓(v)；GM毫米(mS)，这是三个电极(包括CGS、CGD和CDS)之间的