第7章 半导体器件

1、导体：导体：自然界中很容易导电的物质称为自然界中很容易导电的物质称为导体导体，金属，金属一般都是导体。一般都是导体。绝缘体：绝缘体：有的物质几乎不导电，称为有的物质几乎不导电，称为绝缘体绝缘体，如橡，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。皮、陶瓷、塑料和石英。半导体：半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为体之间，称为半导体半导体，如锗、硅、砷化镓，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。和一些硫化物、氧化物等。SiSiSiSi共用价电子共用价电子 在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的在常温下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的

2、束缚，成为能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子自由电子（带负电）；（带负电）；同时共价键上留下一个空位，称为同时共价键上留下一个空位，称为空穴空穴（带正电）。（带正电）。Si SiSi Si自由电子自由电子空穴空穴束缚电子束缚电子-（本征激发）（本征激发）Si SiSi SiSi SiSi Si 本征半导体中存在数量相等的两种载流子：本征半导体中存在数量相等的两种载流子：自由电自由电子子和和空穴空穴。 。掺入五价元素掺入五价元素（如磷）。（如磷）。 Si Si Si Si+ P多多余余电电子子磷原子磷原子失去一个失去一个电子变为电子变为正离子正离子掺入三价元素掺入三价元素如硼如硼 Si Si

3、Si Si B硼原子硼原子空穴空穴P 型半导体型半导体+N 型半导体型半导体 杂质杂质半导体中多子和少子的移动都能形成电流，半导体中多子和少子的移动都能形成电流，但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子但由于数量的关系，起导电作用的主要是多子。近似认为多子与杂质浓度相等。近似认为多子与杂质浓度相等。多子的扩散运动多子的扩散运动浓度差浓度差+空间电荷区空间电荷区PN 结变窄结变窄外电场外电场IF内电场内电场PN+ 内电场被加内电场被加强，促进少子强，促进少子的漂移运动，的漂移运动，由于少子数量由于少子数量很少，形成很很少，形成很小的反向电流。小的反向电流。IR+结结 论论PN阳极阳极阴极阴极VD

4、阴极阴极阳极阳极材料材料硅管硅管锗管锗管PN结的结构结的结构点接触型点接触型面接触型面接触型金属触丝金属触丝阳极引线阳极引线N型锗片型锗片阴极引线阴极引线外壳外壳( a ) 点接触型点接触型铝合金小球铝合金小球N型硅型硅阳极引线阳极引线PN结结金锑合金金锑合金底座底座阴极引线阴极引线( b ) 面接触型面接触型UIPN+PN+UI理想二极管理想二极管 U 0，二极管导通，且导通管压降为，二极管导通，且导通管压降为0V，相当于短路。相当于短路。U UE 集电结反偏集电结反偏 UC UB IEIB IC BCBC IIII，且且（直流电流放大系数）（直流电流放大系数）（交流电流放大系数）（交流电流

5、放大系数） BCBC IIII，且，且BECNNPUBBRBUCCIEICRCIB输入回路输入回路输出回路输出回路ICEBmA AVUCEUBERBIBECV+常常数数 CE)(BEBUUfIIB( A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1VOIB=020 A40 A60 A80 A100 A常常数数BCEC)(IUfI36IC(mA )1234UCE(V)912O放大区放大区ORCCE0 特点：特点： 在饱和区，在饱和区，IC IB ， 深度饱和时，管压降：深度饱和时，管压降： 硅管硅管UCES 0.3V 锗管锗管UCES 0.1VC、E间相当于开关闭合。间相当于开关闭合。RC

6、CE（1）放大状态）放大状态 条件：发射结正偏，集电结反偏。条件：发射结正偏，集电结反偏。 特点：特点： IC受受IB的控制的控制， IC= IB 受控恒流源特性。受控恒流源特性。（2） 饱和状态饱和状态 条件：发射结正偏，集电结正偏。条件：发射结正偏，集电结正偏。 特点：特点：IC IB ，管压降，管压降UCES0，C、E间相当于开关闭合。间相当于开关闭合。（3） 截止状态截止状态 条件：发射结反偏。条件：发射结反偏。 特点：特点： IB = 0， IC 0 。C、E间相当于开关断开。间相当于开关断开。0.7V4V00.7V0.3V0 0 4V0判断以下判断以下NPN型三极管的工作状态。型三极管的工作状态。放大放大饱和饱和截止截止例：例：（N）（P）（N）CBE若等于若等于0.7V左右，为硅管；若等于左右，为硅管；若等于0.3V左右，左右，为锗管。同时可确定另外一个电极为为锗管。同时可确定另外一个电极为C极。极。NPN管：管：； PNP管：管：。 BCII_ BCII 53704051BC.II 400400605132BC .II ICBO A+EC AICEOIB=0+ICMU(BR)CEO安全工作区安全工作区ICUCEO 有两只晶体管，一只有两只晶体管，一只200，ICEO200A；另；另一只的一只的100，ICEO10A，其它参数大致相同。，其它参数大致相同。你