chapter14半导体元器件

1、14.1 半导体的导电特性半导体的导电特性共价健共价健 Si Si Si Si价电子价电子 Si Si Si Si价电子价电子这一现象称为本征激发。这一现象称为本征激发。空穴空穴自由电子自由电子 Si Si Si Sip+多多余余电电子子磷原子磷原子在常温下即可在常温下即可变为自由电子变为自由电子失去一个失去一个电子变为电子变为正离子正离子动画动画 Si Si Si SiB硼原子硼原子空穴空穴动画动画14.1.1对半导体而言，正确的说法是（对半导体而言，正确的说法是（ ）（1）P型半导体由于多数载流子为空穴，所以带正电。型半导体由于多数载流子为空穴，所以带正电。 （2） N型半导体由于多数载流

2、子为自由电子，所以型半导体由于多数载流子为自由电子，所以带负电。带负电。 （3） P型半导体和型半导体和N型半导体本身都不带电。型半导体本身都不带电。多子的扩散运动多子的扩散运动内电场内电场少子的漂移运动少子的漂移运动浓度差浓度差 扩散的结果使扩散的结果使空间电荷区变宽。空间电荷区变宽。空间电荷区也称空间电荷区也称 PN 结结 +动画动画形成空间电荷区形成空间电荷区PN 结变窄结变窄 P接正、接正、N接负接负 外电场外电场IF内电场内电场PN+动画动画+IR动画动画+阴极引线阴极引线阳极引线阳极引线二氧化硅保护层二氧化硅保护层P型硅型硅N型硅型硅( c ) 平面型平面型金属触丝金属触丝阳极引线

3、阳极引线N型锗片型锗片阴极引线阴极引线外壳外壳( a ) 点接触型点接触型铝合金小球铝合金小球N型硅型硅阳极引线阳极引线PN结结金锑合金金锑合金底座底座阴极引线阴极引线( b ) 面接触型面接触型图图 1 12 半导体二极管的结构和符号半导体二极管的结构和符号 阴极阴极阳极阳极( d ) 符号符号D反向击穿反向击穿电压电压U(BR)反向特性反向特性UI+(BR)RM)3221(UU+首先判断二极管的工作状态首先判断二极管的工作状态 , 导通导通截止截止 然后将二极管然后将二极管替换为导通或截止的电路模型，再分析电路。替换为导通或截止的电路模型，再分析电路。V阳阳V阴阴+2. 二极管的电路模型二

4、极管的电路模型理想模型，恒管压降模型理想模型，恒管压降模型V阳阳V阴阴+理想模型理想模型 恒管压降模型恒管压降模型例例1：D6V12V3k BAUAB+ UD - 例例2:mA43122D IBD16V12V3k AD2UAB+ 二极管共阴极或共阳极联结时如何判断二极管共阴极或共阳极联结时如何判断二极管的状态？二极管的状态？BD16V12V3k AD2UAB+共阴极连接共阴极连接D1-6V-12V3k AD20V简化电路简化电路将所有二极管都断开，正向压降最大的优先导通。共阴极联结时，阳极电位最高的二极管先导通；共阳极联结时，阴极电位最低的二极管先导通；V sin18itu 1.考虑传输特性

5、即uo-ui关系思考步骤：思考步骤：t 动画动画2. 根据传输特性，由输入ui波形画出输出uo波形uo限幅或限幅或削波削波14.3.1 UO=（ ）（1）-12V （2） -9V （3） -3VD12V9V3k Uo+ + + 12VRD1D30V4VYD26V14.3.3 二极管二极管D1，D2，D3的工作状态是（的工作状态是（ ）（1） D1，D2截止，截止，D3导通导通 （2） D1导通导通 ，D2，D3截止（截止（3） D1，D2，D3均导通均导通 _+UIO+正向正向_+反向反向UZIZIZM UZ IZ稳压原理：稳压原理： IZ UZrZ愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。UZIZIZM

6、 UZ IZUIO电压温度系数电压温度系数 ZZ ZIUr稳定电流稳定电流 IZ 最大稳定电流最大稳定电流 IZMUO=UZ+UIRLILUO+IRRDZ IzUZ+UiRRLV+ Uo+ IRIZILmA5210LZLRUI解解:mA10k11020ZiRRUUImA5510LRZIIIIZIZM,稳压管正常工作稳压管正常工作14.4.2 电源电源 UI= 10V, 稳压二极管稳压二极管DZ1和和DZ2的稳定电的稳定电压分别为压分别为 5V和和 7V,正向压降忽略不计，则正向压降忽略不计，则Uo为为（ ）。）。+UIUO+RDZ1DZ2+UIUO+RDZ1DZ2+UIUO+RDZ1DZ2UO

7、=UZ1+UZ2=12VUO=0.6+UZ2=7.6VNNPBECBECIBIEICBECIBIEICEEBRBRCVC VBVB VEBEC+-+-UCE UBE 0UCE UBE Uon ，硅管：0.60.8V， 锗管：0.20.3V。uCEuBE, 一般1V以上iC受iB的控制，iC=iB. 截止区：截止区： Je反偏，反偏，Jc反偏反偏。uBEUon, IB=0, IC=ICEO ,三极管几乎不导通 饱和区：饱和区：Je正偏，正偏，Jc正偏正偏uBE Uon ，硅管：0.60.8V, 锗管：0.10.3V。uCEuBE, iC 0 ICIB+UCE ( (a) )放大放大 UBC 0+

8、IC 0 IB = 0+ UCE UCC ( (b) )截止截止 UBC 0 IB+ UCE 0 UBC 0CCCCRUI 测量三极管三个电极对地电位，试判断三极管的工作状态。 放大截止饱和例5： 管管 型型 工工 作作 状状 态态 饱和饱和 放大放大 截截 止止 UBE/V UCE/V UBE/V UBE/V 开始截止开始截止 可靠截止可靠截止硅管硅管( (NPN) )锗管锗管( (PNP) ) 0.7 0.3 0.3 0.1 0.6 0.7 0.2 0.3 0.5 0.1 0 0BCII_ BCII ICBO A+EC AICEOIB=0+ICMU(BR)CEO安全工作区安全工作区ICUCEO练习练习例例6 6：已知三极管处于放大状态，测得三个电极电位如下，判已知三极管处于放大状态，测得三个电极电位如下，判断三极管的管脚及类型（断三极管的管脚及类型（NPN、PNP）,是硅管还是锗管？是硅管还是锗管？1233.5V2.8V12V1239V6V6.2V分析：分析：电位居中者为基极电位居中者为基极B，与与B电位最接近的是电位最接近的是E。|UBE|=0.60.7V 硅管硅管0.20.