一、常用器件(天大模电)

1、第一章第一章 常用半导体器件常用半导体器件1.1 1.1 半导体二极管半导体二极管1.2 1.2 双极型三极管双极型三极管1.3 1.3 场效应管场效应管1.1 1.1 半导体二极管半导体二极管1.1.1 1.1.1 半导体二极管的结构类型半导体二极管的结构类型1.1.2 1.1.2 半导体二极管的伏安特性曲线半导体二极管的伏安特性曲线1.1.3 1.1.3 半导体二极管的参数半导体二极管的参数1.1.4 1.1.4 二极管电路分析二极管电路分析1.1.5 1.1.5 稳压二极管稳压二极管1.1.1 半导体二极管的结构类型(1) 点接触型二极管点接触型二极管 PN结面积小，结电容小，结面积小，

2、结电容小，用于检波和变频等高频电路。用于检波和变频等高频电路。(a)(a)点接触型点接触型 二极管的结构示意图二极管的结构示意图(c)(c)平面型平面型(3) 平面型二极管平面型二极管 往往用于集成电路制造工往往用于集成电路制造工艺中。艺中。PN 结面积可大可小，用结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。于高频整流和开关电路中。(2) 面接触型二极管面接触型二极管 PN结面积大，用结面积大，用于工频大电流整流电路。于工频大电流整流电路。(b)(b)面接触型面接触型1.1.2 1.1.2 半导体二极管的伏安特性曲线半导体二极管的伏安特性曲线1 1、正向特性、正向特性（1）0VVth Vth死区

3、电压死区电压 开启电压开启电压（2）VVth2 2、反向特性、反向特性 （1）VBRV0 （2） VVBRVBR反向击穿电反向击穿电压压 二极管的伏安特性曲线二极管的伏安特性曲线IS 反向饱和电流，反向饱和电流，V 为二极管两端的电压降，为二极管两端的电压降，VT =kT/q 称为温度的电压当量，称为温度的电压当量，k为玻耳兹曼常数，为玻耳兹曼常数，q 为为电子电荷量，电子电荷量，T 为热力学温度。对于室温（相当为热力学温度。对于室温（相当T=300 K），则有），则有VT=26 mV。) 1(eTSVVII1.1.3 半导体二极管的参数半导体二极管的参数 (1) 最大整流电流最大整流电流IF

4、二极管长期连续工二极管长期连续工作时，允许通过二作时，允许通过二极管的最大整流极管的最大整流电流的平均值。电流的平均值。(2) 反向击穿电压反向击穿电压VBR和最大反向工作电压和最大反向工作电压VRM 二极管反向电流二极管反向电流急剧增加时对应的反向急剧增加时对应的反向电压值称为反向击穿电压值称为反向击穿电压电压VBR。 为安全计，在实际为安全计，在实际工作时，最大反向工作电压工作时，最大反向工作电压VRM一般只按反向击穿电压一般只按反向击穿电压VBR的一半计算。的一半计算。 (3) 反向电流反向电流I IR R (4) 正向压降正向压降VF(5) 动态电阻动态电阻rd 在室温下，在规定的反向

5、电压下，一般是最大反向工作电压下的反向电流值。硅二极管的反向电流一般在纳安(nA)级；锗二极管在微安(A)级。 在规定的正向电流下，二极管的正向电压降。小电流硅二极管的正向压降在中等电流水平下，约0.60.8V；锗二极管约0.20.3V。 反映了二极管正向特性曲线斜率的倒数。显然， rd与工作电流的大小有关，即 rd =VF /IF 1.1.4 二极管电路分析二极管电路分析 1、二极管模型、二极管模型 （1）UI模型模型 （2）恒压降模型）恒压降模型1.1.5 1.1.5 稳压二极管稳压二极管 稳压二极管的伏安特性稳压二极管的伏安特性 (a)符号符号 (b) 伏安特性伏安特性 (c)应用电路应

6、用电路稳压二极管的参数稳压二极管的参数: : (1) 稳定电压稳定电压VZ (2) 动态电阻动态电阻rZ 在规定的稳压管反向工作电流在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的下，所对应的反向工作电压。反向工作电压。 其概念与一般二极管的动态电阻相同，只不其概念与一般二极管的动态电阻相同，只不过稳压二极管的动态电阻是从它的反向特性上求过稳压二极管的动态电阻是从它的反向特性上求取的。取的。 rZ愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。 rZ = VZ / IZ (3) 3) 最大耗散功率最大耗散功率 PZM 稳压管的最大功率损耗稳压管的最大功率损耗取决于取决于PN结的面积和

7、散热等结的面积和散热等条件。反向工作时条件。反向工作时PN结的功结的功率损耗为率损耗为 PZ= VZ IZ，由，由 PZM和和VZ可以决定可以决定IZmax。 (4) 4) 最大稳定工作电流最大稳定工作电流 IZmax 和最小稳定工作和最小稳定工作 电流电流IZmin 稳压管的最大稳定工作稳压管的最大稳定工作电流取决于最大耗散功率，电流取决于最大耗散功率，即即PZmax =VZIZmax 。而。而Izmin对对应应VZmin。 若若IZIZmin则不能则不能稳压。稳压。1.2.1 1.2.1 双极型半导体三极管的特性曲线双极型半导体三极管的特性曲线1.2.2 1.2.2 半导体三极管的参数半导

8、体三极管的参数 1.2 1.2 双极型半导体三极管双极型半导体三极管1.2.1 1.2.1 双极型半导体三极管的特性曲线双极型半导体三极管的特性曲线图图 共射接法输入特性曲线共射接法输入特性曲线输入特性曲线 iB=f(vBE) vCE=const死区死区非线性区非线性区线性区线性区图图 共发射极接法输出特性曲线共发射极接法输出特性曲线输出特性曲线 iC=f(vCE) iB=const饱和区截止区放大区1. 2. 2 半导体三极管的参数半导体三极管的参数1 1、电流放大系数电流放大系数 （1 1）共发射极电流放大系数）共发射极电流放大系数 = IC/ IB vCE=const （2）共基极电流放

9、大系数）共基极电流放大系数 = IC/ IE VCB=const 2、极间反向电流、极间反向电流 （1）集电极基极间反向饱和电流）集电极基极间反向饱和电流ICBO （2）集电极发射极间的反向饱和电流）集电极发射极间的反向饱和电流ICEO ICEO和和ICBO有如下关系有如下关系 ICEO=（1+ ）ICBO图图 ICEO在输在输出特性曲线上的位置出特性曲线上的位置 PCM= ICVCBICVCE 1.V(BR)CBO 2.V(BR) EBO 3.V(BR)CEO 由由PCM、 ICM和和V(BR)CEO在输出特性曲线上可以在输出特性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和击穿区。确定过损耗区、过电流

10、区和击穿区。 图图 输出特性曲线上的过损耗区和击穿区输出特性曲线上的过损耗区和击穿区 1.3 .3 场效应管场效应管 1、效应管特性曲线 2、场效应管参数结型场效应管 N沟道耗尽型P沟道耗尽型1.3.1 特性曲线绝缘栅场效应管N沟道增强型P沟道增强型绝缘栅场效应管 N沟道耗尽型P 沟道耗尽型1.3.2 1.3.2 场效应三极管的参数场效应三极管的参数1、 开启电压VGS(th) (或VT) 2、 夹断电压VGS(off) (或VP)3、 饱和漏极电流IDSS 4、 输入电阻RGS5、低频跨导gm6、最大漏极功耗PDM 几种常用的场效应三极管的主要参数 参 数 型号 PDM mW IDSS mA VRDS V