极管、三极管和MOS管

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1、1.2晶体三极管1.3绝缘栅场效应管1.1晶体二极管第一章半导体二极管、三极管和MOS管第1章上页下页返回1.1.2二极管的特性和主要参数1.1.3二极管的电路模型1.1.4稳压二极管1.1.1PN结及其单向导电性1.1晶体二极管第1章上页下页返回1.本征半导体完全纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。它具有共价键结构。锗和硅的原子结构单晶硅中的共价键结构价电子硅原子第1章上页下页翻页返回1.1.1PN结及其单向导电特性在半导体中，同时存在着电子导电和空穴导电。空穴和自由电子都称为载流子。它们成对出现，成对消失。在常温下自由电子和空穴的形成复合自由电子本征激发第1章上页下页翻页返回空穴2.

2、N型半导体和P型半导体原理图P自由电子结构图磷原子正离子P+在硅或锗中掺入少量的五价元素，如磷或砷、锑，则形成N型半导体。多余价电子少子多子正离子在N型半导体中，电子是多子，空穴是少子第1章上页下页N型半导体翻页返回P型半导体在硅或锗中掺入三价元素，如硼或铝、镓，则形成P型半导体。原理图BB-硼原子负离子空穴填补空位结构图在P型半导体中，空穴是多子，电子是少子。多子少子负离子第1章上页下页翻页返回用专门的制造工艺在同一块半导体单晶上，形成P型半导体区域和N型半导体区域，在这两个区域的交界处就形成一个PN结。P区N区P区的空穴向N区扩散并与电子复合N区的电子向P区扩散并与空穴复合空间电荷区内电场

3、方向3.PN结的形成第1章上页下页翻页返回空间电荷区内电场方向在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到动态平衡。P区N区多子扩散少子漂移第1章上页下页翻页返回在一定条件下，多子扩散和少子漂移达到动态平衡，空间电荷区的宽度基本上稳定。内电场阻挡多子的扩散运动，推动少子的漂移运动。空间电荷区内电场方向PN多子扩散少子漂移结论：在PN结中同时存在多子的扩散运动和少子的漂移运动。第1章上页下页翻页返回4.PN结的单向导电性P区N区内电场外电场EI空间电荷区变窄P区的空穴进入空间电荷区和一部分负离子中和N区电子进入空间电荷区和一部分正离子中和扩散运动增强，形成较大的正向电流。第1章上页下页翻页外加正向电压返

4、回外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走空间电荷区变宽内电场外电场少子越过PN结形成很小的反向电流IRE第1章上页下页翻页外加反向电压N区P区返回由上述分析可知：PN结具有单向导电性即在PN结上加正向电压时，PN结电阻很低，正向电流较大。（PN结处于导通状态）加反向电压时，PN结电阻很高，反向电流很小。（PN结处于截止状态）切记第1章上页下页翻页返回1.1.2二极管的特性和主要参数1.结构表示符号面接触型点接触型引线触丝外壳N型锗片N型硅阳极引线PN结阴极引线金锑合金底座铝合金小球第1章上页下页阴极阳极D翻页返回第1章上页下页翻页返回几种二极管外观图小功率二极管大功率二极管发光二极管2.

5、二极管的伏安特性-40-20OU/VI/mA604020-50-250.40.8正向反向击穿电压死区电压U(BR)硅管的伏安特性I/μA第1章上页下页翻页返回-20-40-250.40.2-5010O155I/mAU/V锗管的伏安特性I/μA死区电压死区电压：硅管约为：0.5V,锗管约为：0.1V。导通时的正向压降：硅管约为:0.6V～0.8V,锗管约为:0.2V～0.3V。常温下，反向饱和电流很小.当PN结温度升高时，反向电流明显增加。注意:3.二极管的主要参数-40-20OI/mA604020-50-250.40.8正向反向击穿电压死区电压U(BR)I/μAU/V第1章上页下页最大整流电流

6、IFM最高反向电压URM最高工作频率fM最大反向电流IRM翻页返回第1章上页返回下页1.1.3二极管的电路模型1.二极管的工作点EERUQIQER＋-＋D-UQU=E–RI工作点：Q翻页IUO第1章上页返回下页二极管的静态电阻和动态电阻翻页静态电阻：UQIQRD=动态电阻：rD=UIIUUQIQQIUO第1章上页返回下页IU2.二极管特性的折线近似及模型Q翻页U0NOPU=UON+rDI二极管的电路模型+－UONrDDiI稳压管是一种特殊的面接触型半导体二极管。符号:DZ阴极阳极特点:(1)反向特性曲线比较陡(2)工作在反向击穿区1.1.4稳压二极管第1章上页下页翻页返回I/mAU/V

7、0UZIZIU＋-稳压管的主要参数:第1章上页下页稳定电压UZ稳定电流IZ动态电阻rZ最大允许耗散功率PZM一般情况:高于6V的αUZ为负,低于6V的αUZ为正。电压温度系数αUZrz=△UZ/△IZ返回I/mAU/V0UZIZ翻页第1章上页下页本节结束返回稳压管构成的稳压电路图中R为限流电阻，用来限制流过稳压管的电流。RL为负载电阻。UiR＋-＋-DZRL＋-UOIILIZUZ由于稳压管工作在其