《极管的结构与功能》PPT课件.ppt

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1、课题一半导体器件1.1半导体器件的基础知识1.2半导体二极管1.3半导体三极管1.4场效应管1.1半导体器件的基础知识物质按导电性能可划分为：导体—一般为低价元素，如铜、铁、铝等金属元素。导电率为105量纲级。导电能力强。绝缘体—一般为高价元素，如：橡胶、云母、塑料等。导电率为10-22~10-14量纲级。导电能力弱。半导体—一般为四价元素，如：硅（Si）锗（Ge）等。导电性能介于导体和绝缘体之间。且导电能力随条件变化。1.1.1半导体材料半导体物质特性：掺入杂质则导电率显著增加掺杂特性半导体器件

2、温度增加使导电率大为增加温度特性热敏器件光照不仅大为增加导电率还可产生电动势光照特性光敏器件、光电器件完全纯净、结构完整的半导体晶体被称为本征半导体。本征半导体在物理结构上呈单晶体形态。（见左下图）1.1.2本征半导体本征半导体：常用的本征半导体：硅（Si），锗（Ge）本征半导体的晶体结构Si+14284Ge+3228184+4常见本征半导体的原子结构简化模型+4+4+4+4+4+4+4+4+41.在T=0K，且无外部激发能量时：本征半导体的导电特性:常见本征半导体晶体结构平面示意图本征半导体内部

3、没有能够自由移动的带电粒子，即载流子，此时本征半导体呈绝缘特性。+4+4+4+4+4+4+4+4+42.在有外部激发能量（如温度升高，光照）时：挣脱原子核束缚的电子称为自由电子，在本征激发下形成带负电荷的载流子。留下的空位称为空穴，成为带正电荷的载流子。本征半导体的载流子在外加电场的作用下可定向移动形成漂移电流。共价键内的电子称为束缚电子杂质半导体N（电子）型半导体(掺入的五价元素如P、Se等)1.1.3杂质半导体P（空穴）型半导体(掺入的三价元素如B、Al、In等)掺入杂质越多，导电性能越强(1

4、)在PN结外加上正向电压时：PN结正偏（P(+),N(-)）时，具有较大的正向扩散电流，呈现低电阻，PN结导通。2.PN结的单向导电性以上所讨论的PN结处于平衡状态，称为平衡PN结。如在PN结两端外加不同方向电压，就会破坏原平衡，呈现出单向导电性。(2)在PN结外加上反向电压时：PN结反偏（P(-),N(+)）时，仅有很小的反向漂移电流，呈现高电阻，PN结截止。结论：PN结加正向电压，即正偏时，有较大的正向扩散电流，此时PN结电阻小，处于导通状态，此时的正向电流随着PN结两端的电压增大而增大；PN

5、结加反向电压，即反偏时，只有很小的，不随PN结两端电压变化的反向饱和电流，此时PN结电阻大，处于截止状态。即PN结具有单向导电性能。晶体二极管结构及电路符号：PN结正偏（P接+、N接-），D导通。PN正极负极晶体二极管的主要特性：单方向导电特性PN结反偏（N接+、P接-），D截止。即主要用途：用于整流、开关、检波电路中。二极管将PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。小功率二极管大功率二极管稳压二极管发光二极管1.极性判别触丝半导体片2.二极管的检测红表笔是(表内电源)正极，黑表笔是(表内电源)

6、负极。数字式万用表检测在挡进行测量，当PN结完好且正偏时，显示值为PN结两端的正向压降(V)。反偏时，显示。钳位电路四：二极管在电路中的应用钳位电路的作用是将周期性变化的波形的顶部或底部保持在某一确定的直流电平上。利用二极管正向导通压降相对稳定，且数值较小(有时可近似为零)的特点，来限制电路中某点的电位。检波电路检波二极管的作用是把调制信号中的音频信号或是图像信号取出来。工作频率高，多采用点接触型结构，玻璃封装。限幅电路V2

7、D1导通、D2截止,vo=V1ViV2时，D2导通、D1截止,vo=V2由此，电路实现双向限幅功能。vOvi+-D1+-+-RD2V1-V2+-其中：V1为上门限电压，V2为下门限电压。V1-V2-V2V1二极管温度补偿电路利用二极管的管压降温度特性可以正确解释VD1在电路中的作用。假设温度升高，根据三极管特性可知，VT1的基极电流会增大一些。当温度升高时，二极管VD1的管压降会下降一些，VD1管压降的下降导致VT1基极电压下降一些，结果使VT1基极电流下降。由上述分析可知，加入二极管VD1

8、后，原来温度升高使VT1基极电流增大的，现在通过VD1电路可以使VT1基极电流减小一些，这样起到稳定三极管VT1基极电流的作用，所以VD1可以起温度补偿的作用。稳压电路齐纳二极管又称稳压管，是用特殊工艺制造的面结型硅半导体二极管。(1)工作原理稳压管在反向击穿时，电流在较大范围变动而电压变化不大，故有稳压特性。稳压管的正向V－I特性和普通二极管相似。稳压管用于稳压时，需外加反向电压；作为普通二极管用时，外加正向电压。(3)应用直流电压源限流电阻并联式稳压电路二极管的结电容的大小除了