模拟电子技术 教学 作者 葛中海 1 常用半导体器件课件

第一章

二极管、晶体管、晶闸管1导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半导体：导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、等。1.1二极管2本征半导体：不含杂质且无晶格缺陷半导体（纯净和具有晶体结构的半导体）。1.1.1半导体基础知识杂质半导体：向本本征半导体掺如特定的杂质，能该原本征半导体的导电特性；杂质半导体有N型（电子型）和P型（空穴型）。3在同一片半导体基片上，分别制造P

型半导体和N型半导体，经过特定工艺扩散技术，在它们的交界面处就形成了PN

结。在PN结的两极上，分别引出两个电极，就成了二极管。所谓二极管的单相导电性，可以简单等效于PN结的导电特性。1.1.2二极管的单相导电性5

加正向电压（正偏）——电源正极接P区，负极接N区

1、正向偏置时加在二极管两端的正向电压较小时，二极管不能导通，流过二极管的正向电流十分微弱。2、当正向电压达到某一数值后（死区电压）二极管才能真正导通。3、导通后二极管两端的电压基本上保持不变，这个数值称为二极管的“正向压降”。

6加反向电压——电源正极接N区，负极接P区

1、反向偏置时二极管会流过微弱的反向电流，这个电流称为漏电流。2、漏电流与环境温度紧密关联，温度越高漏电流越大，反之亦反。同等温度下，锗管漏电流比硅管显著。

7伏安特性UI死区电压硅管0.5V,锗管0.1V。导通压降:硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。反向击穿电压UBR91.1.3二极管的名称1、国产命名参考<附录1>2、国外命名日本以“1S”开头，美国以“1N”开头。101.1.4二极管的分类划分方法及种类说明按功能划分整流二极管专门用于整流的二极管开关二极管作为电子开关使用稳压二极管专门用于直流稳压的二极管（小电流输出）发光二极管专门用于指示的二极管，能发出可见光光敏二极管对光（红外光、激光）有敏感作用的二极管变容二极管高频电路中作为可调电容器使用按PN结大小划分点接触型专门用于检波等小电流信号处理的二极管面接触型专门用于整流等大电流信号处理的二极管按封装划分塑料封装小功率二极管常采用的封装形式玻璃封装一般为点接触型，工作电流小但工作频率高，如小信号检波电路的应用金属封装一般为面接触型二极管，电流大，频率低，如大功率整流电路的应用按材料划分硅二极管硅材料二极管锗二极管锗材料二极管111.2.1晶体管基础知识BECNNP基极发射极集电极NPN型PNP集电极基极发射极BCEPNP型1.2晶体管1.晶体管的结构13BECNNP基极发射极集电极基区：较薄，掺杂浓度低集电区：面积较大发射区：掺杂浓度较高14BECNNP基极发射极集电极发射结集电结152.晶体管的名称1、国产命名参考<附录1>2、国外命名日本以“2S”开头，美国以“2N”开头。173.晶体管的的分类划分方法及种类说明按结构划分PNP-NPN-按材料划分硅管用半导体硅材料制造的管子锗管用半导体锗材料制造的管子按工作频率划分低频管共射特征频率低于3MHz（如8050、8550）高频管共射特征频率高于3MHz（如9018）按功率划分小功率管耗散功率小于1瓦（如8050、8550）中功率管耗散功率几瓦（如TIP41、TIP42）大功率管耗散功率为几瓦～几十瓦按用途划分普通放大三极管模拟放大电路使用的管子开关三极管开关控制电路使用的管子184.晶体管的封装外形

195.晶体管类型的判断（2）NPN型三极管PNP型三极管21ICmAAVVUCEUBERBIBECEB1.2.1电流分配和放大原理22结论:1.IE=IC+IB3.IB=0,IC=ICEO4.要使晶体管放大,发射结必须正偏,集电结必须反偏。23二、输出特性IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域满足IC=IB称为线性区（放大区）。当UCE大于一定的数值时，IC只与IB有关，IC=IB。1、放大区25IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域中UCEUBE,集电结正偏，IB>IC，UCE0.3V称为饱和区。2、饱和区26IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域中:IB=0,IC=ICEO,UBE<死区电压，称为截止区。3、截止区27三、主要参数前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共集接法。共射直流电流放大倍数：工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为IB，相应的集电极电流变化为IC，则交流电流放大倍数为：1.电流放大倍数和

292.集电极最大电流ICM集电极电流IC上升会导致三极管的值的下降，当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM。3.集-射极反向击穿电压当集-射极之间的电压UCE超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。30

一种大功率半导体器件，出现于70年代。它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。体积小、重量轻、无噪声、寿命长、容量大（正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏）。

特点1.3晶闸管311.3.1基本结构A（阳极）四层半导

体K（阴极）G（控制极）P1P2N1三个

PN结N232符号AKG1.3.2工作原理GKP1P2N1N2APPNNNPAGK示意图33APPNNNPGKi

gßi

gßßig工作原理分析KAGT1T234工作原理说明ib1

=i

giC1=ig=ib2ic2=ßib2=

ig=ib1UAK

>0

、UGK>0时T1导通T2导通形成正反馈晶闸管迅速导通；T1进一步导通35（1）晶闸管开始工作时，UAK加反向电压，或不加触发信号（即UGK=0）；1、晶闸管导通后，去掉UGK，依靠正反馈，晶闸管仍维持导通状态；2、晶闸管截止的条件：（2）晶闸管正向导通后，令其截止，必须减小UAK，或加大回路电阻，使晶闸管中电流的正反馈效应不能维持。361.3.6

可控整流电路(1)电路及工作原理设u1为正弦波

u2>0时，加上触发电压uG，晶闸