第四章-半导体器件

§4—3 §4—1晶体二极管§4—2 晶体三极管场效应管第四章半导体器件第四章半导体器件§4—1 晶体二极管第四章半导体器件二极管在实际中的应用第四章半导体器件一、二极管的结构和符号二极管是由半导体材料硅（Si）、锗（Ge）及其化合物制成的器件。所谓半导体材料是指导电性能介于导体和绝缘体之间的物质，常见的有硅和锗。二极管的结构和图形符号a）二极管的结构 b）二极管的图形符号第四章半导体器件二、二极管的工作特点及主要参数1.二极管的工作特点（1）二极管的单向导电性二极管的导电性能实验a）二极管正向导通状态 b）二极管反向截止状态第四章半导体器件（2）二极管的伏安特性曲线正向电压很小的范围称为死区，相应的电压称为死区电压。使二极管开始导通的临界电压称为开启电压或门坎电压，通常用Uon

表示，硅管的开启电压Uon

约为0.5 V，而锗管的开启电压Uon

为0.1～0.2 V。二极管正向导通时，硅管的正向压降为0.7 V左右，锗管的正向压降为0.3 V左右。二极管的伏安特性曲线第四章半导体器件2.二极管的主要参数（1）最大整流电流IFM指二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。（2）最高反向工作电压URM指二极管正常工作时所允许外加的最高反向电压。（3）反向电流IR指在规定的反向电压（＜UBR）和环境温度下的反向电流。第四章半导体器件二极管的其他分类三、二极管的分类第四章半导体器件二极管的其他分类第四章半导体器件§4—2 晶体三极管第四章半导体器件扩音机实物及工作原理示意图a）扩音机 b）扩音机工作原理示意图第四章半导体器件一、三极管的结构和外观识别1.三极管的结构三极管是一个三层结构、内部具有两个PN结的器件，它的中间层称为基区，基区的两边分别称为发射区和集电区，三极管的发射区和集电区是同类型的半导体，所以三极管有两种半导体类型。第四章半导体器件三极管的结构和图形符号a）NPN型三极管结构和图形符号 b）PNP型三极管结构和图形符号第四章半导体器件2.三极管的外观识别常见三极管的引脚分布规律第四章半导体器件常见三极管的引脚分布规律第四章半导体器件二、三极管的分类三极管的外形图第四章半导体器件三、三极管的工作特点1.三极管的电流分配关系根据基尔霍夫电流定律，三极管的发射极电流等于集电极电流与基极电流之和，即IE = IC + IB。由于基极电流很小，所以集电极电流与发射极电流近似相等，即IC≈IE。第四章半导体器件2.三极管的电流放大作用三极管集电极直流电流IC

与相应的基极直流电流IB

之间的比值几乎是固定不变的，称为共发射极直流电流放大系数，三极管的电流分配关系a）NPN型 b）PNP型第四章半导体器件3.三极管的伏安特性曲线（1）输入特性曲线三极管的输入特性是指基极电流IB

与发射结电压UBE

之间的关系。三极管的输入特性曲线第四章半导体器件（2）输出特性曲线三极管的输出特性曲线是指集电极电流IC与电压UCE

之间的关系。三极管的输出特性曲线第四章半导体器件四、三极管的主要参数1.共射电流放大系数ββ

值是表征三极管电流放大作用的最主要的参数，一般为20～200，β

值太大时，工作性能不稳定，通常选用β

值为60～100。第四章半导体器件2.极限参数（1）集电极最大允许电流ICM集电极电流过大时，三极管的β

值要降低，一般规定β值下降到正常值的2/3时的集电极电流为最大允许电流。（2）集电极—发射极反向击穿电压U（BR）CEO是指基极开路时，加在集电极和发射极之间的最大允许电压。（3）集电极最大允许耗散功率PCMPCM

小于1 W的称为小功率管，大于1 W的称为大功率管。第四章半导体器件§4—3 场效应管第四章半导体器件一、结型场效应管1.结型场效应管的结构结型场效应管有N沟道和P沟道两种，结构示意图和图形符号如图所示。场效应管外形结型场效应管的结构示意图和图形符号

a）N沟道场效应管 b）P沟道场效应管第四章半导体器件2.结型场效应管的电压控制作用这种UGS = 0，ID≠0的工作方式称为耗尽型。使导电沟道完全合拢所需要的栅源电压UGS

称为夹断电压UP。栅源电压对沟道的控制作用a）UGS = 0 b）UGS

＜0第四章半导体器件二、绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管简称MOSFET。绝缘栅型场效应管图形符号a）N沟道场效应管图形符号 b）P沟道场效应管图形符号第四章半导体器件耗尽型绝缘栅场效应管的电压控制作用和结型场效应管的电压控制作用大致相同。

N沟道增强型MOS管导电沟道的形成a）UGS = 0时导电沟道未形成 b）UGS = UT

时导电沟道形成第四章半导体器件三、场效应管的主要参数1.夹断电压UP当UDS

为某一定值（测试条件）时，对于结型场效应管和耗尽型MOS管，UP为ID减小到近似为零（1μA、10μA）时的栅源极电压UGS

值。2.开启电压UT当UGS

为某一定值（测试条件）时，增强型MOS管开始导通时的UGS

就为UT。N沟道的增强型MOS管的UT

为正值，P沟道的增强型MOS管的UT

为负值。第四章半导体器件3.饱和漏极电流IDSS对结型场效应管和耗尽型MOS管来说，栅源极电压UGS = 0时的漏极电流为IDSS，它反映了场效应管输出的最大漏极电流。4.最大漏源击穿电压U（BR）DS它是指漏极与源极之间的最大反向击穿电压，即当ID

急剧上升时的UDS

值。5.跨导gm当UDS

为某一定值（测试条件）时，ID

的微小变化量与UGS

的微小变化量之比，即

。gm

反映了栅源极电压对漏极电流的控制能力。第四章半导体器件四、场效应管的使用及注意事项1.场效应管在使用中要注意电压极性。2.为了防止栅极击穿，要求一切测试仪器、电烙铁都必须有外接地线。焊接时用小功率烙铁，动作要迅速，或切断电源后利用余热焊接。焊接时应先焊源极，后焊栅极。第