电工与电子技术第10章常用半导体器件课件.ppt

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1、第10章常用半导体器件本章主要内容本章主要介绍半导体二极管、半导体三极管和半导体场效晶体管的基本结构、工作原理和主要特征，为后面将要讨论的放大电路、逻辑电路等内容打下基础。【引例】如何实现的？手机及内部电路10.1半导体的导电特性10.1半导体的导电特性半导体的特性热敏性：对温度敏感，如热敏电阻光敏性：对光照敏感，如光电管、光敏电阻、光电池杂敏性：对杂质敏感，如半导体器件光敏电阻光敏二极管10.1半导体的导电特性10.1.1本征半导体半导体硅和锗的原子结构图本征半导体：纯净的、晶格完整的半导体。这样的半导体称为晶体，用这样的材料制成的管子称为晶体管。10.1半

2、导体的导电特性本征半导体的共价键结构价电子自由电子空穴光照10.1半导体的导电特性说明：半导体中有两种电流：自由电子电流和空穴电流，这是和导体导电本质区别。且由于自由电子和空穴成对出现，故对外不显电性。填补10.1半导体的导电特性10.1.2N型半导体和P型半导体在硅或锗的本征半导体中掺入微量的5价磷（P）元素，则形成N型半导体。+5掺入+5自由电子1．N型半导体自由电子为多数载流子，空穴为少数载流子，故N型半导体也称为电子型半导体，磷原子也称为施主杂质10.1半导体的导电特性2．P型半导体在硅或锗的本征半导体中掺入微量的3价硼（B）元素，则形成P型半导体。+

3、3掺入+3填补空穴为多数载流子，自由电子为少数载流子，故P型半导体也称为空穴型半导体，硼原子也称为受主杂质10.1半导体的导电特性10.1.3PN结1．PN结的形成10.1半导体的导电特性10.1半导体的导电特性2．PN结的特性---单向导电性10.1半导体的导电特性总结：PN结外加正向电压时，PN结电阻很小，正向电流很大，PN结正向导通，电流方向从P型区流向N型区；PN结外加反向电压时，PN结电阻很大，反向电流很小，近似为零，PN结反向截止。PN结的这种特性称为单向导电性。10.2半导体的二极管10.2.1基本结构整流二极管发光二极管稳压二极管开关二极管10

4、.2半导体的二极管半导体的二极管型号说明：举例10.2.2伏安特性10.2半导体的二极管+-1.正向特性二极管的伏安特性（1）死区及死区电压死区电压硅管：0.5V锗管：0.1V当外加正向电压小于某值时，正向电流很小，几乎为零，此段称为死区，对应电压为死区电压。（2）正向导通及导通电压当外加正向电压大于死区电压时，正向电流增长很快，二极管正向导通，对应电压为导通电压。导通电压硅管：0.6~0.7V锗管：0.2~0.3V2.反向特性10.2半导体的二极管二极管的伏安特性-+当二极管加反向电压并小于某电压（击穿电压）时，由少数载流子的漂移运动形成很小的反向电流，硅管

5、为nA级，锗管为μA级，故二极管反向截止。（1）反向截止区一、它随温度的升高增长很快；注意：反向电流的特点二、反向电流与反向电压的大小无关，基本不变称它为反向饱和电流。（2）反向击穿区当反向电压增加到击穿电压时，反向电流将突然增大，二极管的单向导电性被破坏，二极管反向导通，造成不可恢复的损坏。10.2半导体的二极管10.2.3主要参数为了正确使用二极管，除了理解其伏安特性之外，还要掌握其相应的参数，以便选择二极管。1．最大整流电流IFMIFM二极管长时间正向导通时，允许流过的最大正向平均电流。在使用时不能超过此值，否则将因二极管过热而损坏。2．反向峰值电压UR

6、MURM是指二极管反向截止时允许外加的最高反向工作电压，URM的数值大约等于二极管的反向击穿电压UBR的一半，以确保管子安全工作。3．反向峰值电流IFMIRM是指在常温下二极管加反向峰值电压URM时，流经管子的电流。它说明了二极管质量的好坏，反向电流大说明它的单向导电性差，而且受温度影响大。硅管比锗管的反向电流小。10.2半导体的二极管10.2.4应用举例由于半导体二极管具有单向导电性，因而得到了广泛应用。在电路中，常用来作为整流、检波、钳位、隔离、保护、开关等元件使用。【例10.2-1】二极管电路如图(a)和(b)所示，试分析二极管的工作状态和它们所起的作用

7、。设二极管为理想二极管。(1)在图(a)所示电路中，移开二极管，求两端电位，即【解】【例10.2-1】二极管电路如图(a)和(b)所示，试分析二极管的工作状态和它们所起的作用。设二极管为理想二极管。10.2半导体的二极管二极管阳极电位高于阴极电位，是正偏，二极管处于导通状态，相当短路，使Uo=12V，起钳位作用。(2)在图(b)所示电路中，移开二极管，求两端电位，即10.2半导体的二极管【例10.2-1】二极管电路如图(a)和(b)所示，试分析二极管的工作状态和它们所起的作用。设二极管为理想二极管。【解】二极管阳极电位低于阴极电位，是反偏，二极管处于截止状态，

8、相当开路，使Uo=6V，起隔离作用。在