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第 四 章半导体二极管及其基本电路 半导体器件的优点:体积小、重量轻、使用寿命长、输入功率小和功率转换效率高等。 § 4 .1 半导体的基本知识 一、半导体材料: 1、本征半导体:是一种完全纯净的结构完整的半导体晶体。 2、空穴:电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后,共价键中所留下的空位。 3、半导体区别于导体的一个重要特点是空穴的出现。 4、P(3价)、N型半导体(5价)。. § 4 .2 PN 结的形成及特性 一、PN结的形成: 二、PN结的单向导电性。 1、外加正向电压(正偏)。 2、外加反向电压(反偏)。
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第四章半导体二极管及其基本电路 半导体器件的优点:体积小、重量轻、使用寿命长、输入功率小和功率转换效率高等。 §4.1 半导体的基本知识 一、半导体材料: 1、本征半导体:是一种完全纯净的结构完整的半导体晶体。 2、空穴:电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后,共价键中所留下的空位。 3、半导体区别于导体的一个重要特点是空穴的出现。 4、P(3价)、N型半导体(5价)。
§4.2 PN结的形成及特性 • 一、PN结的形成: • 二、PN结的单向导电性。 • 1、外加正向电压(正偏)。 • 2、外加反向电压(反偏)。 • 3、PN结的单向导电性是指正向电阻很小,反向电阻很大,其关键在于它的耗尽区的存在,且其宽度随外加电压而变化。 • 三、PN结V—I特性的表达式: • 四、PN结的反向击穿: • 1、反向击穿;2、反向击穿电压;3、热击穿;4、产生PN结电击穿的原因是:在强电场作用下,大大地增加了自由电子和空穴的数,引起反向电流的急剧增加。分为两类:雪崩击穿:碰撞理论解释;齐纳击穿:杂质浓度大(稳压管,齐纳二极管)
§4.3 半导体二极管 • 一、半导体二极管的结构: • 点接触型:PN结面积小,适于做高频检波和脉冲数字电路里的开关,也可作小电流整流。 • 面接触型:适用于整流,不宜用于高频电路。 • 二、二极管的-I特性:(同PN结) • 1、正向特性: • 2、反向特性:电流很小。 • 3、反向击穿,同PN结。 • 三、二极管的参数 • 1、最大整流电流IF是指管子长期运行时,允许通过的最大正向平均电流。 • 2、反向击穿电压VBR:指管子未击穿时的电压值。 • 3、反向电流IR:指管子未击穿时的反向电流。
半导体三极管及放大电路基础 §4.4 半导体BJT 一、BJT(Bipolar Junction Transistor):是通过一定的工艺,将两个PN结结合在一起的器件。 二、BJT(晶体管)分类: 1、按频率分:高频管;低频管 2、按功率分:大功率管;中功率管;小功率管 3、按材料分:硅管;锗管 4、按结构分:NPN型:虽然发射区和集电区都是N型半导体,但发射区比集电区掺的杂质多,面积小。 PNP型:
三、BJT的电流分配与放大作用: • 1、BJT的放大作用:1)外部条件:发射结要正向偏置,集电结要反向偏置。2)内部条件:发射区杂质浓度要远大于基区杂质浓度,同时基区厚度要很小。 • 2、BJT内部载流子的传输过程: • 1)发射区向基区注入电子; • 2)电子在基区中的扩散与复合,基极电流就是电子在基区与空穴复合的电流。 • 3)集电区收集扩散过来的电子。 • 3、电流分配关系: • 4、放大作用:输入信号VI是首先通过发射结的电压变化改变输入电流IE的,再利用IE的变化去控制IC,而表征NJT电流控制作用的参数就是电流放大系数。
三极管处于放大状态时,三个极上的 电流关系: 电位关系: 三极管工作情况总结1: I 状态 发射结 集电结 C 0 截止 反偏或零偏 反偏 b I 放大 正偏 反偏 B b I 正偏或零偏 < 饱和 正偏 B
三极管工作情况总结2: • 1)根据发射结和集电结的偏置电压来判断;2)根据静态工作点来判断:IBQ 0,管子工作在截止区, ICQ =IBQ,管子工作在放大区, IBQ >ICQ/ ,管子工作在饱和区;3)根据UBEQ值来判断Si : UBEQ 0.5V,管子工作在截止区, UBEQ 0.6V UCEQ管子工作在饱和区,4)根据UBEQ值来判断: UCEQ=EC,管子工作在截止区, UCEQ=0,管子工作在饱和区