电工电子技术-9课件

第九章常用半导体器件

第一节

PN结及其单向导电性

第二节半导体二极管

第三节特殊二极管

第四节晶体管第一节PN结及其单向导电性

半导体基本知识

PN结一、半导体的导电特点1.半导体材料物质分为导体、半导体、绝缘体，半导体是4价元素。半导体材料的特点：半导体的导电能力受光和热影响

T°↑

导电能力↑

光照↑导电能力↑

纯净的半导体掺入杂质导电性会大大增强。3.杂质半导体

N型半导体掺五价元素，如磷，自由电子数多于空穴数，自由电子数是多子。

P型半导体掺三价元素，如硼，空穴数多于自由电子数，空穴是多子。4．扩散电流与漂移电流载流子由于浓度差异而形成运动所产生的电流叫扩散电流。在电场作用下，载流子定向运动而形成的电流叫漂移电流。

1.PN结的形成二、

PN结扩散运动空间电荷区削弱内电场漂移运动内电场动态平衡－－－－－－－－－－－－－－－－P内电场电荷区空间扩散运动漂移运动N外电场方向与内电场方向相反

空间电荷区(耗尽层)变薄

扩散＞漂移导通电流很大,呈低阻态2.PN结的单向导电性－－－－－－－－PN内电场外电场加正向电压（正偏）P（+）N（－）－－－－－－－－第二节半导体二极管

半导体二极管的伏安特性

半导体二极管的主要参数一、半导体二极管的伏安特性+P区－－阳极N区－－阴极阳极阴极1.正向特性死区电压硅管0.5V锗管0.1V

正向导通电压硅管0.7V锗管0.3Vi(mA)u(V)反向击穿电压死区GeSi2.

反向特性反向饱和电流很小，可视为开路，反向电压过高，电流急增，二极管发生击穿。导通电压VD二、半导体二极管的主要参数1.最大整流电流IF二极管允许通过的最大正向平均电流。2.最高反向工作电压URM

保证二极管不被击穿允许加的最大反向电压。3.最大反向饱和电流IR室温下，二极管加最高反向电压时的反向电流，与温度有关。例：二极管组成电路如图，设二极管导通电压为0.3V，试求输出电压UF。+3VUF－12VR0VVD1VD23

>0>－12VVD1率先导通，UF＝3－0.3＝2.7VVD2截止解：第三节特殊二极管

稳压管稳压管是一种特殊的二极管，具有稳定电压的作用。稳压管工作于反向击穿区。特点：电流变化大，电压变化小。一、稳压原理稳压管：１）加正向电压时同二极管２）加反向电压时使其击穿后稳压i(mA)u(V)反向击穿电压VS例：如图，已知UZ=10V，负载电压UL（）（Ａ）5Ｖ（Ｂ）10Ｖ（Ｃ）15Ｖ（Ｄ）20Ｖ４．温度系数αu温度改变1°，稳压值改变的百分比。其值可正，可负。AVS20V15KΩ5KΩUL例：已知ui=6sinωt，UZ=3V，画输出波形。稳压管的工作条件（１）必须工作在反向击穿状态（２）电路中应有限流电阻，以保证反向电流不超过允许范围。VSuiuO6ui(V)ωt3uOωt3第四节晶体管

晶体管的基本结构和类型

晶体管的电流分配和放大原理

晶体管的特性曲线

晶体管的主要参数

温度对晶体管的影响PNP型特点：发射区参杂浓度很大，基区薄且浓度低，集电结面积大。VT二、晶体管的电流分配和放大原理１．放大条件（１）内部特点决定 发射区产生大量载流子基区传送载流子集电区收集载流子（２）外部条件 发射结正偏，集电结反偏IEICIBRBRCEBECNNP发射区电子发射结正偏利于发射区发射电子基区集电结反偏利于集电区收集电子集电区2.电流分配1.输入特性曲线三、三极管特性曲线IB＝f(UBE)︳UCE=常数IB(μA)UBE(V)UCE=0UCE≥1发射结、集电结正偏，两个二极管正向并联。集电结反偏，IB减小UCE>1IB变化很小，与UCE=1曲线重合。2．输出特性曲线饱和区截止区放大区截止区IB≈0，IC≈0，UBE≤0发射结反偏，集电结反偏。放大区

IC＝βIB

发射结正偏，集电结反偏。饱和区

UCE≤UBE

，发射结、集电结正偏。IC(mA)UCE(V)IB＝0IB＝20IB＝40IB＝60IB＝80五、温度对晶体管的影响温度对ICEO、ICBO的影响

ICEO、ICBO随温度上升急剧增加，温度每升高10°，ICBO约增加一倍。温度对锗管的影响比较大。温度对β

的影响温度增加，β

随之增加。3.温度对UBE

的影响温度增加，UBE

随之减少。例：有三只三极管，分别为锗管β＝150，ICBO＝2μA；硅管β＝100，ICBO＝1μA；硅管β＝40，ICEO＝41μA；试从β和温度稳定性选择一只最佳的管子。解：