第一章、半导体器件的基本知识

1、下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录共价健共价健 Si Si Si Si价电子价电子下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 Si Si Si Si价电子价电子空穴空穴自由电子自由电子下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 Si Si Si Sip+多余多余电子电子磷原子磷原子在常温下即可变在常温下即可变为自由电子为自由电子下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 Si Si Si SiB硼原子硼原子空穴空穴下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录多子的扩散运动多子的扩散运动内

2、电场内电场少子的漂移运动少子的漂移运动浓度差浓度差+下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录PN 结变窄结变窄 P接正、接正、N接负接负 外电场外电场IF内电场内电场PN+下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录IR+下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 半导体二极管的符号半导体二极管的符号 阴极阴极阳极阳极( d ) 符号符号D下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录反向击穿反向击穿电压电压U(BR)UI下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退

3、出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录定性分析：定性分析：判断二极管的工作状态判断二极管的工作状态导通导通截止截止 若二极管是理想的，若二极管是理想的，下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录例：例：D6V12V3k BAUAB+下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录V sin18itu t 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录例：已知UI 波形，画出UR、UO波形。UIUOURUI0t下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录例例:mA43122D IBD16V12V3k AD2UAB+下一页下一页返回返回上

4、一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录UZIZIZM UZ IZ_+UIO下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录ZZ ZIUr下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录1.3 晶体管晶体管一、一、 晶体管结构晶体管结构CENNPBCEPPNB下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录NNCEBPCETBIBIEICBECPPNETCBIBIEIC下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录mA AVVmAICECIBIERB+UBE +UCE EBCEB3D

5、G100下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录二、二、 晶体管的电流放大原理晶体管的电流放大原理下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录BECNNPEBRBECIEIBEICEICBO下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录ICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEICBOBCCBOBCBOCBECEIIIIIIII 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录常常数数 CE)(BEBUUfIO0.40.8IB/ AUBE/VUCE1V60402080下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录常常数数 B)(CECIUfI 共发射极

6、电路共发射极电路ICEC=UCCIBRB+ UBE +UCE EBCEBIC/mAUCE/V100 A80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =0下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 晶体管有三种工作状态，因而晶体管有三种工作状态，因而输出特性曲线输出特性曲线分为三个工分为三个工作区作区IC/mAUCE/V100 A80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =0下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录IC/mAUCE/V100 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6

7、9 1242.31.5321IB =0截止时截止时, 两结都处于反两结都处于反向偏置向偏置, ,此时此时 IC 0, UCE UCC 。IB = 0 时时, IC = ICEO( (很小很小) )。(ICEO下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录IC/mAUCE/V100 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =0 IC UCC/RC 。当当 集电结也处于正向偏置集电结也处于正向偏置( (UBC 0) )时，时，晶体管工作于饱和状态。晶体管工作于饱和状态。下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录四、主要参数四、主要参数

8、 BCII_ BCII 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录53704051BC.II 400400605132BC .II 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录ICBO A+EC AICEOIB=0+下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录ICMU(BR)CEOICUCEO安全工作区安全工作区下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 管子类型的判断 (1)3V; 2.3V; 8V (2)-10V; -5V; -5.2V 管子工作状态的判断 P20 习题1-9下一页下一页返回返回上一页上

9、一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录E=0E1E2E2 E1下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录漏极漏极金属电极金属电极栅极栅极源极源极 高掺杂高掺杂N区区DGSSIO2绝缘层绝缘层P P型硅衬底型硅衬底N+N+下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录GSD 由于栅极是绝缘的，栅极电流几乎为零，输入由于栅极是绝缘的，栅极电流几乎为零，输入电阻很高，最高可达电阻很高，最高可达1014 。 由于金属栅极和半导体之间的绝缘层目前常用由于金属栅极和半导体之间的绝缘层目前常用二氧化硅，

10、故又称金属二氧化硅，故又称金属- -氧化物氧化物- -半导体场效应管，半导体场效应管，简称简称MOS场效应管。场效应管。漏极漏极金属电极金属电极栅极栅极源极源极 高掺杂高掺杂N区区DGSSIO2绝缘层绝缘层P P型硅衬底型硅衬底N+N+下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 由结构图可见由结构图可见，N+型漏区和型漏区和N+型源区之间被型源区之间被P型型衬底隔开，漏极和源极之间是两个背靠背的衬底隔开，漏极和源极之间是两个背靠背的PN结结。 当栅源电压当栅源电压UGS = 0 时时，不管漏极和源极之间所不管漏极和源极之间所加电压的极性如何，其加电压的极性如何，其中总有一个中总有一个

11、PN结是反向结是反向偏置的，反向电阻很高，偏置的，反向电阻很高，漏极电流近似为零漏极电流近似为零。SD+N+下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录+N+- - -下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录ID/mAUDS/Vo oUGS= 1VUGS= 2VUGS= 3VUGS= 4VUGS/VUGS(th)UDS=常数常数ID/16mAO下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录N型衬底型衬底P+P+GSD符号：符号：结构结构SiO2绝缘层绝缘层加电压才形成加电压才形成 P型导电沟道型导电沟道 增强型场效应管只有当增强型场效应管只有当时才