电子技术第2章-半导体器件课件(2)

1、第一章 半导体器件第二节 半导体三极管第一章 半导体器件第二节 半导体三极管一、基本结构晶体三极管的结构，目前最常见的有平面型和合金型两类(图1-19)。硅管主要是平面型，锗管都是合金型。第一章 半导体器件第二节 半导体三极管晶体三极管分为NPN型和PNP型两类。 第一章 半导体器件第二节 半导体三极管二、电流放大原理晶体管必须满足一定的偏置条件，才能有电流放大作用。图1-21电路是以NPN型硅三极管接成共射形式（基极回路和集电极回路以发射极作为公共端）的示意图。由图可见，晶体管的外部偏置条件是：电压源UBB通过电阻RB提供给发射结正向偏置；而电压源UCC通过电阻RC加到集电极，使集电结处于反

2、向偏置。 第一章 半导体器件第二节 半导体三极管第一章 半导体器件第二节 半导体三极管NPN三极管电流方向及各电流的关系ICICEICBOIBIBEIE共射电流放大系数共基电流放大系数第一章 半导体器件第二节 半导体三极管结论晶体管有电流放大作用。晶体管的发射结正偏，集电结反偏时，晶体管为电流控制器件（基极电流控制集电极电流）参加导电的有自由电子和空穴，故又叫双极型晶体三极管NPNPNPNPN型与PNP型晶体管电流电压的参考方向第一章 半导体器件第二节 半导体三极管三、晶体管的伏安特性曲线1输入伏安特性曲线（NPN）定义硅管 晶体管输入特性与二极管的正向特性一样，也有一段死区。只有在发射结外加

3、电压大于死区电压时，晶体管才会出现 。硅管的死区电压约为锗管的死区电压约为 晶体管导通后，其发射结电压变化范围很小锗管第一章 半导体器件第二节 半导体三极管2输出特性曲线定义(1) 截止区外部特征：三极管相当于开路。外部（偏置）条件：发射结反向偏置，集电结反向偏置。(2) 饱和区饱和区截止区外部特征：三极管相当于短路。外部（偏置）条件：发射结正向偏置，集电结正向偏置。第一章 半导体器件第二节 半导体三极管（3）放大区饱和区 放大区 截止区 恒流特性 外部（偏置）条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。外部特征： 电流恒定 电流放大电流控制246iB大iC也大，iB等于0iC也等于0iB控制iC电

4、压在很大范围内变化，电流几乎不变第一章 半导体器件第二节 半导体三极管四、主要参数1电流放大系数直流 ： 交流 ： 在数值上2反向电流 晶体管的极间反向电流是少数载流子反向漂移形成的，因此，受温度影响比较严重，是反映管子质量的指标，极间反向电流越小，管子质量越高。（1）集电极基极间反向饱和电流 (2) 集电极-发射极间穿透电流第一章 半导体器件第二节 半导体三极管3极限参数 (3)集电极最大允许耗散功率PCM (1)集电极最大允许电流ICM(2)集电极发射极反向击穿电压BU(BR)CEO过损耗区 晶体管电极的判别PNP 第一章 半导体器件第二节 半导体三极管NPN1数字式万用表量程置于欧姆档时

5、,“+”端红表笔输出电压的极性为正极,而“-”端黑表笔输出电压的极性为负极。指针式万用表的电压极性与之相反。 2基极可以视为发射结和集电结两个PN结的公共电极。以基极固定于某一测试表笔，而将另一表笔分别和另两个电极相连。当测得电阻阻值很低时，表示两个结均被加上正向电压，反之，被加上反向电压。 3三极管处于放大状态的值，远比处于倒置（C、E极互换）状态的值大。测量要点第一章 半导体器件第二节 半导体三极管 1. 确定基极：将红表笔和黑表笔先后固定到三极管的某条引腿。若(指针式表用1k档，数字式表用测二极管挡)测得该腿和另两条腿之间有低欧姆电阻，则该引腿即为基极，如果连基极的表笔为黑色（指针式表为

6、红色），则该管为PNP管，若为红色（指针式表为黑色），则该管为NPN管。测量步骤 2. 确定集电极和发射极：对NPN管，将红、黑表笔分别和待判别的两个电极相连接，在红表笔（指针式表为黑表笔）所连电极和已判明的基极之间接个10k左右的电阻，意味着加一偏流，观察电表指示欧姆值的大小，在调换表笔的两次测量中，加偏流后电表指示欧姆值小，则意味着此种连接情况下的值大，红表笔（指针式表为黑表笔）所接电极为集电极。对PNP管，方法与上述相似，只是偏流电阻接于黑表笔（指针式表为红表笔）所接电极和已判明的基极引腿之间。第一章 半导体器件第三节 晶闸管一、基本结构阳极A阴极K门极（控制极）G结构示意图符号第一章

7、半导体器件第三节 晶闸管普通型晶闸管有螺栓式和平板式两种。 第一章 半导体器件第三节 晶闸管二、工作原理(1)A、K之间 加反向电压J2正偏， J1、 J3反偏，V1不导通，晶闸管处于截止状态(2)A、K之间 加正向电压，门极开路UAKUAKJ1、 J3正偏， J2反偏，V1不导通，晶闸管处于截止状态第一章 半导体器件第三节 晶闸管IG21IG1IGIB1J1、 J2 、J3均正偏， V1 、V2导通 如此循环，形成正反馈，使V1、 V2很快达到饱和导通，此过程时间很短，只有几微秒，晶闸管迅速导通。导通后，A、K间压降很小，电压全部加在负载上。晶闸管中流过的电流与负载电流相同。UGKIG=IB

8、1V1放大IC1=1IB1=1IG= IB2V2放大IC2=2IB2=21IG=IB1（4）控制极的作用 晶闸管导通后，由于前面正反馈的作用，即使UGK0仍能保持继续导通，因此，门极仅仅是触发晶闸管使其导通，导通之后，门极就失去控制作用。 一般门极采用脉冲信号触发信号。（3）A、K之间 加正向电压， G、K之间加正向电压第一章 半导体器件第三节 晶闸管（5）晶闸管的关断2. 使阳极电流iA小于维持电流IH，即iA IH ，晶闸管将截止。1. A、K极之间加反向电压，令uAK 0，晶闸管则处于截止状态结论：晶闸管导通条件：1. 阳极A和阴极K之间加正向电压2. 控制极G和阴极K之间加正向电压3.

9、 阳极电流大于擎住电流可见晶闸管是一个可控的导电开关；它与二极管相比，不同之处是其正向导通受控制极电流控制。晶闸管关断条件：1. A、K极之间加反向电压；2. iA 0特性ABCD正向转折电压维持电流擎住电流反向击穿电压第一章 半导体器件第三节 晶闸管四、主要参数 在控制极开路、元件额定结温、晶闸管正向阻断的条件下，可以重复加在晶闸管两端的正向峰值电压(允许每秒重复50次，每次持续时间不大于10ms)，此电压为正向转折电压的80%。1正向断态重复峰值电压UFRM在控制极开路、元件额定结温条件下，阳极和阴极间允许重复加的反向峰值电压，此电压为反向转折电压的80% 。2反向重复峰值电压URRM3正

10、向平均电流IF在规定的环境温度，标准散热及全导通的条件下，晶闸管允许连续通过的工频正弦半波电流在一个周期内的平均值，称正向平均电流。电流有效值选择晶闸管的依据第一章 半导体器件第三节 晶闸管4通态平均电压UF 在规定的环境温度和控制极开路时，维持晶闸管继续导通的最小电流。当晶闸管的正向电流小于这个电流时，将自动关断。 在规定条件下当通过正弦半波额定通态平均电流时，元件阳极和阴极间电压降的平均值。其数值一般为0.61V。5维持电流IH6擎住电流IL 使晶闸管刚从断态转入通态并在去掉触发信号之后，能维持导通所需要的最小电流。一般IL=(24IH)。7控制极触发电压UG和触发电流IG。 在规定的环境温度，晶闸管阳极与阴极之间加6V正向直流电压的条件下，使晶闸管由阻断状态转变为导通状态的控制极最小直流电压和电流，称触发电压和触发电流。 第一章 半导体器件第三节 晶闸管目前我国生产的晶闸管的型号及其含义如下：KP