半导体器件1 (2)课件

一、半导体的基础知识导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。如铜、铝等绝缘体：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，它不像导体一样能够完全导电，又不像绝缘体那样不能导电，它介于两者之间，所以称为半导体，如硅(读“guī”)和锗(读“zhě”)等。二极管1温度越高，载流子的浓度越高。因此本征半导体的导电能力越强，温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素，这是半导体的一大特点。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。本征半导体中电流由两部分组成：

1.自由电子移动产生的电流。2.空穴移动产生的电流。23、N型半导体和P型半导体在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。P型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体，也称为（空穴半导体），带正电。N型半导体：自由电子浓度大大增加的杂质半导体，也称为（电子半导体），带负电。3二极管的封装及常见的外观常见的几种二极管中有玻璃封装的、塑料封装的和金属封装的等等。大功率二极管多采用金属封装，并且有个螺帽以便固定在散热器上。

二极管常见的外观有：发光二极管发光二极管56常见的发光二极管7普通二极管整流管开关管9阻尼二极管高频二极管金属封装整流二极管10按使用的半导体材料分:硅二极管和锗二极管；

按用途分:普通二极管、整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、变容二极管、光电二极管等。

113、伏安特性UI死区电压硅管0.6V,锗管0.2V。导通压降:硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。反向击穿电压UBR134、主要参数1）最大整流电流

IF二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。2）反向击穿电压URM二极管反向击穿时的电压值。击穿时反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。143)反向电流

IR指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要比硅管大几十到几百倍。以上均是二极管的直流参数，二极管的应用是主要利用它的单向导电性，主要应用于整流、限幅、保护等等。下面介绍两个交流参数。15(1)半导体二极管的极性判别一般情况下，二极管有色点的一端为正极，如2AP1～2AP7，2AP11～2AP17等。如果是透明玻璃壳二极管，可直接看出极性，即内部连触丝的一头是正极，连半导体片的一头是负极。塑封二极管有圆环标志的是负极，如IN4000系列。

无标记的二极管，则可用万用表欧姆档来判别正、负极。极性判别及测试17

根据二极管正向电阻小，反向电阻大的特点，将万用表拨到电阻档（一般用R×100或R×1K档），用表笔分别与二极管的两极相接，测出两个阻值。在所测得阻值较小的一次，与黑表笔相接得一端为二极管的正极。同理，在所测得较大阻值的一次，与黑表笔相接的一端为二极管的负极。小结18（2）判断二极管质量的好坏二次测得的正、反向电阻值很小或接近于0如正、反向电阻值很大或接近于∞如正、反向电阻值相差不大反向电阻值比正向电阻值大几百倍以上——管子已击穿——管子内部已断路——性能变坏或已失效——性能良好19晶体三极管晶体三极管是一种利用输入电流控制输出电流的电流控制型器件，它由两个背靠背的PN结构成，在电路中主要作为放大和开关元件使用。

一、结构与分类

1．外形

近年来生产的小、中功率管多采用硅酮塑料封装；大功率三极管多采用金属封装，通常做成扁平形状并有螺钉安装孔，有的大功率管制成螺栓形状。

塑料封装小功率管塑料封装中功率管金属封装小功率管金属封装大功率管21

2.结构

三极管的核心是两个互相联系的PN结，按两个PN结的组合方式不同，可分为NPN型和PNP型两类。

PNP型三极管NPN型三极管三极管内部有发射区、基区和集电区，引出电极分别为发射极e、基极b、集电极c。发射区与基区之间的PN结称为发射结，集电区与基区之间的PN结称为集电结。222、结构BECNNP基极发射极集电极NPN型PNP集电极基极发射极BCEPNP型第二节晶体管（VT)23这两种管子在电路的符号为：（要求牢记）25

二、三极管的电流放大作用

1．三极管放大条件要使三极管能够正常放大信号，发射结应加正向电压，集电结应加反向电压。

NPN管偏置电路PNP管偏置电路

电源VCC通过偏置电阻Rb为发射结提供正向偏置，RC阻值小于Rb阻值，所以集电结处于反向偏置。26

三、三极管的特性曲线1．输人特性曲线输人特性曲线是反映三极管输人回路电压和电流关系的曲线，它是在输出电压VCE为定值时，iB与vBE对应关系的曲线。

当输入电压vBE较小时，基极电流iB很小，通常近似为零。当vBE大于三极管的死区电压vth后，iB开始上升。三极管正常导通时，硅管VBE约为0.7V，锗管约为0.3V，此时的VBE值称为三极管工作时的发射结正向压降。

输人特性曲线271.4.3特性曲线ICmAAVVUCEUBERBIBECEB

实验线路29一、输入特性UCE1VIB(A)UBE(V)204060800.40.8工作压降：硅管UBE0.6~0.7V,锗管UBE0.2~0.3V。UCE=0VUCE=0.5V死区电压，硅管0.5V，锗管0.2V。30二、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。31IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域中UCEUBE,集电结正偏，IB>IC，UCE0.3V称为饱和区。32IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域中:IB=0,IC=ICEO,UBE<死区电压，称为截止区。33输出特性三个区域的特点:放大区：发射结正偏，集电结反偏。即：IC=IB,且

IC

=

IB(2)饱和区：发射结正偏，集电结正偏。即：UCEUBE

，

IB>IC，UCE0.3V

(3)截止区：

UBE<死区电压，IB=0，IC=ICEO

0

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四、三极管器件手册的使用

三极管的类型非常多，从晶体管手册可以查找到三极管的型号，主要用途、主要参数和器件外形等，这些技术资料是正确使用三极管的依据。

1．三极管型号

国产三极管的型号由五部分组成。

第一部分是数字“3”，表示三极管。

第二部分是用拼音字母表示管子的材料和极性。

A——PNP锗材料，B——NPN锗材料，

C——PNP硅材料，D——NPN硅材料。

第三部分是用拼音字母表示管子的类型。

X——低频小功率管，G——高频小功率管，D——低频大功率管，A——高频大功率管。第四部分用数字表示器件的序号。

第五部分用拼音字母表示规格号。三极管型号的读识3AG54A三极管NP锗材料高频小功率序号规格号35总结三极管的结构：两个背靠背的PN结两种类型：NPN和PNP电流放大的实质：用小电流iB大电流ic三种不同的工作状态：

截止区：IB=0，发射结反偏集电结反偏

放大区：发射结正偏、集电结反偏，IC受IB控制，具有电流放大作用。

饱和区：发射结、集电结都正偏，IC不受IB控制36目测判别三极管极性EBCECBEBCBECEBC37用指针式万用表判断三极管极性红表笔是(表内电源)负极黑表笔是(表内电源)正极基极B的判断：当黑（红）表笔接触某一极，红（黑）表笔分别接触另两个极时，万用表