无线电技术导论-之四-电子器件-2011

无线电技术导论洪晟：82316447Email:

shenghong@无线电技术导论第四讲----电子器件主要内容:半导体二极管半导体三极管场效应管集成电路简介半导体二极管本次课的内容半导体的基本知识PN结及半导体二极管二极管的分类二极管应用二极管的基本知识导体：容易传导电流的物质为导体绝缘体：不容易传导电流的物质叫做绝缘体

半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质叫半导体半导体的导电特点热特性：半导体的电阻率随温度而变化。只要温度稍微增高，其电阻值就显著减小；温度降低，电阻值就增大。热敏元件，如热传感二极管、热敏电阻等。自动控制用的光电器件，如光电二极管、光敏电阻等。制造各种不同性质、不同用途的半导体器件，如各种各样的晶体管等。光特性：半导体的一个特性是它在受到光照时电阻率亦显著减小，反之即大。杂质特性：半导体最重要的特性是在纯净的半导体中掺入极微量的杂质(约百万分之一)，其导电能力就会成百万倍提高本征半导体纯净的具有晶体结构的半导体当前技术，用于制造集成电路的半导体硅的纯度为：99.9999999%半导体级硅的制造方法加热硅石，得到冶金级硅：98%加热和HCL反应，得到三氯硅烷气体三氯硅烷气体化学反应并用氢气还原得到半导体级硅硅和锗的晶体结构硅和锗的共价键结构本征半导体的自由电子、空穴本征半导体的导电机理本征半导体的电流杂质半导体N型半导体N型半导体的载流子：P型半导体P型半导体的载流子：

1.由施主原子提供的空穴，浓度与施主原子相同2.本征半导体中成对产生的电子和空穴PN结的形成浓度高→低PN结正向偏置PN结反向偏置PN结的单向导电性半导体二极管的基本结构二极管的伏安特性二极管主要技术参数1（直流）二极管主要技术参数2（交流）二极管的分类国产二极管的命名2CW55，2AP30常用二极管种类与符号、主要技术参数整流二极管最大整流电流、最大反向电压检波二极管截止频率开关二极管恢复时间（速度）稳压二极管稳定电压、最大工作电流、最大耗散功率、动态电阻、稳定电流发光二极管正向工作电压、最大正向电流、反向耐压、发光强度常见二极管的外型

开关二极管

整流二极管

微波二极管

硅堆、整流器

稳压二极管

变容二极管二极管应用举例-半波整流VO=0.45EVOC≈E二极管应用举例-全波整流VO=0.9EVOC=1.2E二极管应用举例-桥式整流VO=0.9EVOC=1.2E二极管应用举例-串联削波二极管应用举例-门电路特殊二极管---稳压管稳压二极管的主要技术参数稳压二极管应用举例解题稳压二极管应用举例特殊二极管---变容二极管变容二极管电容效应结电容的变化规律主要参数：品质因数、截止频率特殊二极管---发光二极管管芯材料：磷化镓、砷化镓、磷砷化镓、氮化镓发光颜色：管芯材料、搀杂工艺分类：发光管、数码管、符号管、多色发光管半导体三极管本次课的内容三极管的基本结构三极管的输入输出特性三极管主要参数三极管的基本结构三极管三个区的制造工艺三极管两个结三极管特性曲线实验电路三极管输入特性曲线三极管输出特性曲线三极管输出特性三个区域的特点例题主要参数1---三极管电流放大倍数直流电流放大倍数交流电流放大倍数主要参数2---集-基极反向截止电流ICBO是衡量晶体管稳定性的参数。主要参数3---集-射极反向截止电流主要参数4---集电极最大允许电流主要参数5---集-射极反向击穿电压主要参数6---集电极最大允许功耗晶体三极管的分类国产三极管命名常见三极管的外形三极管放大电路三极管的三种工作方式共基极共发射极共集电极三种放大电路的比较基本交流放大电路电压放大电路功率放大电路电流比较小、属于前置级输出电压电流都比较大基本电压放大电路的组成最简单的放大电路电路偏置两个回路元件作用单电源供电单管放大电路基本电压放大电路的工作原理静偏置状态----静态放大状态----动态放大状态----动态场效应管场效应管(FET)是利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件。由于它仅靠半导体中的多数载流子导电，又称为单极型晶体管。场效应管有两大类：结型场效应管（JFET—Junction

Field

Effect

Transistor）绝缘栅型场效应管（IGFET—Insulated

Gate

FET）（因栅极为金属铝，故又称MOS管。

MOS—Metal-Oxide-Semiconductor）集成电路简介集成电路的定义集成电路的分类集成电路实物图例Integratedcircuit--ICFromWikipedia,thefreeencyclopediaAnintegratedcircuit(alsoknownasIC,microcircuit,microchip,siliconchip,orchip)isaminiaturizedelectroniccircuit(consistingmainlyofsemiconductordevices,aswellaspassivecomponents)thathasbeenmanufacturedinthesurfaceofathinsubstrateofsemiconductormaterial.Ahybridintegratedcircuitisaminiaturizedelectroniccircuitconstructedofindividualsemiconductordevices,aswellaspassivecomponents,bondedtoasubstrateorcircuitboard.

数字集成电路半导体集成电路分类

模拟集成电路

一般数字电路

微处理器电路

混合电路

微波电路

微机接口电路可编程逻辑器件

接口集成电路

其他电路

存储器集成电路

模拟集成电路采样保持放大器运算放大器射频放大器仪表用放大器宽带放大器对数放大器模拟乘法器电压比较器时基电路电源电路电压基准模拟开关微波放大器滤波器压控振荡器电源滤波器DC/DCAC/DC电压调整器处理器监控电路1.SSOP(缩小外型封装）2.TQFP（薄型四方扁平封装）3.陶瓷铜顶封装4.四分之一大的小外型封装5.陶瓷扁平封装6.模块封装，SBGA（超级球式栅格阵列，5*5TQFP）7.CERDIP（陶瓷双列直插）8.TO-3塑料接脚栅格阵列9.LCC（无引线芯片承载封装）10.MQFP（公制四方扁平封装）11.窄体塑封双列直插12.塑封双列直插13.PLCC（塑料式引线芯片承载封装）14.窄体陶瓷双列直插封装（300mil)微电路封装形式

1958:TheFirstICbyJackKilby,

TexasInstrumentsFromJackKilby'sfirstsimplecircuithasgrownaworldwideintegratedcircuitmarketwhosesalesin2007totaled$219billion.845V电源指示灯PC2EmuUSBChipUSBChip7816DC5V电源外接NVRAM外接SRAMEmu工作指示灯复位开关3.3V电源指示灯ChipUSBLED摩尔定律是由英特尔（Intel）创始人之一戈登·摩尔（GordonMoore）在1965年提出来的。摩尔定律是指IC上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。Intel公司公布的统计结果，单个芯片上的晶体管数目，从1971年4004处理器上的2300个，增长到1997年PentiumII处理器上的7.5百万个，26年内增加了3200倍。IntelCore2QuadQ9x50处理器的芯片面积为214平方毫米，晶体管数量为8.2亿个。摩尔定律Thanks！冯军－－华旗资讯总裁1992年，毕业于清华大学土木工程系，随即放弃当时分配的职业，带着220