模拟电子电路及技术基础（孙肖子）-第四单元-30（主线串讲(1)器件）

第四单元小结主线串讲(1)----器件部分

<<西电丝路云课堂>>孙肖子主线串讲(1)----器件部分半导体基础PN结单向导电特性u-i指数特性温度特性击穿特性电容特性二极管特性及参数应用:开关,整流,限幅等双极型晶体三极管场效应管特性曲线指数平方律参数参数

小信号等效电路主线串讲(1)----器件部分一.半导体基础,二极管及其基本应用重点,难点,考点:▲本征半导体,N型半导体,P型半导体的特点,半导体中载流子及电流:▲PN结形成原理,PN结指数伏安特性,温度特性,击穿特性,电容特性;▲二极管的交流电阻和直流电阻,门限(死区)电压,,极限参数;▲二极管的基本应用:开关,限幅,整流,门电路,箝位等▲稳压管的原理及基本电路.▲难点:判断二极管啥时导通?啥时截止?稳压管是否击穿?◆本征半导体---纯净的半导体,.锗(Ge)和硅(Si)均为4价元素,组成共价键晶体结构.载流子极少,且自由电子浓度=空穴浓度(ni=pi),呈现电中性.温度光照导致载流子浓度变化.锗比硅的温度稳定性差.◆”掺杂”可大幅度改变载流子浓度,在硅(或锗)中掺入5价元素--N型半导体,自由电子为多子,空穴为少子,nN>>pN,且nn≈Nd(掺杂浓度),但仍呈电中性(正负电荷相等),即自由电子数=正离子数+空穴数.在硅(或锗)中掺入3价元素--P型半导体,空穴为多子,电子为少子,

pP>>np

且pp=P(掺杂浓度),,但仍呈电中性.即空穴数=负离子数+电子数.◆在电场作用下载流子定向运动形成电流称漂移电流,漂移电流正比于电场强度和载流子浓度.在浓度差作用下载流子定向运动形成电流称扩散电流,扩散电流正比于浓度梯度.1.半导体基础需掌握的知识点:主线串讲(1)----器件部分主线串讲(1)----器件部分2.P-N结原理及特性需掌握的知识点:▲通过一定工艺,使N型和P型半导体接触而形成PN结.PN结又称阻挡层,空间电荷区,PN内存在电场,PN结外仍为电中性区.PN结宽度与掺杂浓度有关,掺杂浓度越高,PN结越薄.▲PN结外加正偏压(P+,N-)时,PN结变薄,势垒变低,有利多子扩散而形成正向电流.反之,PN结外加负偏压(P-,N+)时,PN结变厚,势垒变高,不利多子扩散,有利少子漂移形成反向电流,由于少子浓度很低,故反向电流很小.主线串讲(1)----器件部分2.P-N结原理及特性需掌握的知识点:▲P-N结电容特性:●势垒电容CT,反映P-N结空间电荷区内的电荷存储效应,

●扩散电容CD,反映P-N结正偏时,P-N结外的电荷存储效应,CT,CD对器件高频特性有影响,变容管是利用势垒电容CT随反偏电压增大而减小的特性.●雪崩击穿为正温度系数,温度升高,击穿电压增大;齐纳击穿为负温度系数,温度升高,击穿电压减小;硅的Is比锗小很多.主线串讲(1)----器件部分都是工作点Q的函数.◆二极管的极限参数:○最大电流IDM;○最大功耗PDM=IDM×UD;○最大允许反压(击穿电压UBR0);○最大工作频率(与PN结电容有关);主线串讲(1)----器件部分主线串讲(1)----器件部分4.稳压二极管特性及基本应用电路

稳压管是利用其反向击穿特性,以达到稳定电压之目的.◆稳压管特性反向击穿特性正向特性同普通二极管◆对稳压管要求:

○击穿电压UZ稳定,rz=△UZ/△IZ小;

○温度系数小,方法1.选择兼有雪崩击穿与齐纳击穿机理的管子,使正负温度系数互相抵消;方法2.用两个稳压管对接,使正负温度系数互相补偿;

○击穿要彻底,IZ>2～3mA,

○功耗不超过PZ=IZ×UZ<PZM±(UD+UZ)◆稳压管电路限流电阻假设稳压管不击穿(断开),若UO=[RL/(RL+R)]×Ui>Uz,则稳压管击穿工作,UO=UZ,否则,稳压管不击穿,UO=[RL/(RL+R)]×Ui.主线串讲(1)----器件部分二.双极型晶体三极管特性与参数1.重点,难点,考点:◆双极型晶体三极管的电流方程;◆双极型晶体三极管的特性曲线:输入特性,输出特性,转移特性;◆双极型晶体三极管的参数及其含义;◆双极型晶体三极管的小信号模型;

◆双极型晶体三极管的极限参数.主线串讲(1)----器件部分2.双极型晶体三极管需掌握的知识点:◆双极型晶体三极管的电流方程---指数特性◆特性曲线:输入特性,输出特性,转移特性(以NPN为例);◆两种管型:NPN,PNP,二者电压电流方向相反;放大区:发射结正偏,集电结反偏;饱和区:发射结正偏,集电结正偏;截止区:发射结反偏,集电结反偏;主线串讲(1)----器件部分2.双极型晶体三极管需掌握的知识点:◆极限参数:最大允许功耗PCM,最大允许电流ICM,最大允许反压UBRCE0,UBRBE0等厄尔利电压◆小信号模型压控型流控型主线串讲(1)----器件部分三.场效应管特性与参数1.重点,难点,考点:◆结型场效应管的工作原理,电流方程,特性曲线及参数gm,rds的含义;◆MOS场效应管的工作原理,电流方程,特性曲线及参数gm,rds的含义;(重点是增强型MOS管)◆场效应管的小信号模型;◆场效应管与双极型晶体管的对比,特点。◆难点:管子类型多,易混淆.主线串讲(1)----器件部分2.场效应管特性与参数所需掌握的知识点:主线串讲(1)----器件部分2.场效应管特性与参数所需掌握的知识点:◆场效应管类型◆场效应管特性◆场效应管没有输入特性,只有输出特性和转移特性.要求给定管子符号,能画出特性;相反给定特性,能识别管子类型.输出特性转移特性主线串讲(1)----器件部分2.场效应管特性与参数所需掌握的知识点:◆场效应管参数:1)最重要的参数是跨导----表征栅源电压uGS对漏极电流IDS的控制能力3)场效应管极限参数:最大允许功耗PDM,最大允许电流IDM,最大允许反压UBRDS0,UBRGS0,