第3章 常用半导体元件及其特性

机械工业出版社张志良主编同名教材配套电子教案

计算机电路基础第3章常用半导体元件及其特性

第3章常用半导体元件及其特性3.1二极管半导体半导体是导体和绝缘体之间的导电性能介于。平时半导体导电能力很低如果掺入微量的杂质导电性能就会发生明显变化，掺入杂质不同杂志半导体分为N型半导体和P型半导体。

PN结组成后半导体有了功能PN结N和P型半导体合在一起时两块半导体界面形成PN结。P型半导体中的空穴和N型半导体中的电子互相扩散，复合形成薄层PN结。PN结外加电压时（1）PN结加正向电压—导通如图3-1所示（2）PN加反向电压时-不导通如图3-1所示(2)N型半导体4价元素掺入微量5价元素后形成N型半导体。自由电子数>>空穴数。

4价元素掺入微量3价元素后形成P型半导体。空穴数>>自由电子数。(3)P型半导体⒈

P型半导体和N型半导体⑴本征半导体。纯净的半导体材料称为本征半导体。3.1.1PN结

第3章常用半导体元件及其特性

3.1二极管⒉PN结单向导电性⑴加正向电压——导通。⑵加反向电压——截止。EP区N区耗尽层内电场外电场U-+RIREP区N区耗尽层内电场外电场U+-IR

a)b)图3-1外加电压时的PN结a)正偏b)反偏3.1.2普通二极管

半导体二极管1.一个二极管是由一个PN结的两端上引线封装的构成，P区二极管正极N区二极管负极VD二极管文字符号如图所示

二极管类型分为普通二极管，整流管，开关管，稳压管

2.二极管伏安特性（U-I,V-A)

二极管伏安特性常用曲线来描述如图所示3-3正向特性（1）死区段OA导通段AB反向特性（1）饱和段OC（2）击穿段CD

3.温度对二极管伏安特性的影响

温度升高时反向电压降UON,反响饱和电流增大

4.二极管的主要特性参数

二极管福安特性描述外还可以参数来描述。最大整流电流

IF最高反响工作电压URM反向电流IR和反响饱和电流IS,最高工作频率

3.1.2普通二极管1.PN结的伏安特性⑴正向特性①死区段；②导通段⑵反向特性①饱和段；②击穿段2.温度对伏安特性的影响①温度每升高1℃Uon约减小2~2.5mV。②温度每升高10℃反向电流约增大一倍。3.1.3稳压二极管稳压二极管时一种特殊的面接合型硅二极管1.伏安特性

硅稳压二极管的负极接外加电压的正段，正极接外加电压的负段管子外于反向偏置状态，而端电压基本上不变，但电流很大范围内变化，这特性实现稳压。如图所示

2.参数稳定电压Uz，稳定电流Iz，最大耗散功率Pzm，动态电阻rz，电压温度系数az

3.1.3稳压二极管⒈伏安特性⒉稳压工作条件①电压极性反偏；②有合适的工作电流。3.2双极型晶体管3.2.1晶体管概述⒈基本结构和符号

2.电流分配关系:IE=IC+IB

1.基本结构

(1）.三极管文字符号为VT（2）B,C,E基极，集电极，发射极（3）CB集

电结

，EB发射结，（4）基区很薄，集电区浓度高，发射区面积达2.电流放大和分配关系晶体管处于放大工作状态时发射结必须正偏，集电结必须反偏如图3-13所示三个电机电流关系IE=IC+IB=(1+β)IB

3.2.2共发射极特性曲线

晶体管共射电路工作状态

⑴放大区条件：发射结正偏，集电结反偏。特点：iC＝βiB，iC与iB成正比关系。⑵截止区条件：发射结反偏，集电结反偏。特点：iB＝0，iC＝ICEO≈0⑶饱和区条件：发射结正偏，集电结正偏。特点：iC与iB不成比例。即iB增大，iC很少增大或不再增大，达到饱和，失去放大作用。⑷击穿区

击穿区不是三极管的工作区域。5.晶体管的主要参数7种（88页）

3.3场效应晶体管概述

场效应晶体管也是一种PN结的半导体也是一种电流控制器件，输入电阻较小也是一种电压控制器件输入电阻极高。

1.分类结型和绝缘栅型绝缘栅型（金属M，氧化物O半导体组成简称MOS型）

2.半导体 电沟道P沟道P沟道结型PMOS，N沟道N沟道结型NMOS 3.3场效应晶体管概述

⑴场效应晶体管属于单极型晶体管。只有一种载流子（多数载流子）参与导电；双极型晶体管有两种载流子（多子和少子）参与导电。⑵场效应晶体管的输入电阻大大高于晶体管。

MOS场效应晶体管输入电阻可高达1015