第2章-常用半导体器件图

第2章常用半导体器件

教材：第3章

半导体二极管及其基本应用电路

p.42～p.63

第4章

晶体三极管及其基本放大电路

p.64～p.73

第一章常用半导体器件1.1半导体基础知识1.2半导体二极管1.3双极型晶体管1.4场效应管Sec1.1半导体基础知识1.本征半导体⑴什么是本征半导体⑵本征半导体的结构2.本征半导体的电特性⑴电子－空穴形成（本征激发）⑵电子－空穴消失（复合运动）3.本征半导体载流子的浓度1.本征半导体结构示意图条件：T=3000k束缚价电子价带禁带EG=1.11ev导带qEG=1.6×10－19×1.11=1.76×10－19（j）2.本征半导体中的自由电子和空穴条件：T=27℃本征半导体的导电特性＋－E1.漂移电流：热激发（或：外加电㘯）

⑴.电子—空穴，成对出现；⑵.电子数＝空穴数；本征半导体成电中性；⑶.空穴流说；2.复合运动：电子—空穴成对消失3.本征半导体载流子的浓度：ni=pi或者写成：nipi＝ni2=pi2Sec.1.2杂质半导体1.N型半导体：掺入5价元素，

磷（p）、砷.（As）、锑（Sb）.2.P型半导体：掺入3价元素，

硼（B）、鎵（Ga）、铟（In）.1.N型半导体不能移动的正离子自由移动的电子＝多子掺杂浓度对载流子浓度的影响：例：Lec.-1,p.8.小结：①.掺杂浓度很微，电阻率大大降低；②.n≠p,n＞＞p；

nt=nd

＋ni，pt=pi；③.整体上看，呈电中性；2.P型半导体受主杂质：Pa=Na（－）本征硅：Pi=NiP=Pa＋PiN=Ni（多子）P＞n（少子）Sec.1.3PN结1.PN结的形成⑴多子扩散运动（内建电场）⑵少子漂移运动（Ubo

电位差）2.PN结的单向导电性⑴PN结的电中性⑵PN结加正向电压⑶PN结加反向电压1.PN结的形成(1).PN结内部载流子的运动：

①.多子的扩散运动：②.自建电㘯和耗尽层的形成：载流子复合

③.少数载流子的漂移运动：2.PN结的单向导电性：

(1).PN结加正向电压时导通(2).PN结加反向电压时截止3.PN结的伏安特性⑴.PN结的电流方程：＝Is(eu/ut

－1)Is—PN结反向饱和漏电流I—流过PN结的电流U—加在PN结两端的电压UT=KT/q＝26mv--热电势K：库尔兹曼常数，1.38×10－23（J）T：热力学温度，。K氏温度；q：电子电荷量，1.6×10－19（库）3.PN结的伏安特性正向特性反向特性反向击穿特性⑴.PN结的电流方程讨论：⑴.U＞4UT；⑵.U＜－4UT；=Is(eu/ut

1)Pz＝UZIZmaxIzmin

4.PN结的反向击穿持性⑴zener击穿⑵雪崩击穿(avalanchbreakdown)⑶.带隙式击穿5.PN结的电容效应⑴势垒电容Cb；⑵扩散电容Cd；4.PN结的反向击穿持性⑶.带隙式击穿：1.25V≤UZ≤2.5V

⑴zener击穿：2.5V≤UZ≤4.0V⑵雪崩击穿(avalanchebreakdown)：7V≤UZ5.PN结的电容效应

（1）.势垒电容PN结的扩散电容(P区少子浓度分布曲线)Sec.1.4半导体二极管1.二极管的结构2.二极管的伏安特性3.二极管的主要参数4.二极管的应用举例5.稳压管的伏安特性和等效电路6.稳压管稳压电路

1.二极管的结构及电路符号点接触型面接触型平面型电路符号

二极管的几种外形2.二极管的伏安特性二极管的伏安特性测试电路vmARwERID＋－vuARwERIS＋－正向特性反向特性DD3.Diode的主要参数⑴.Diode的直流参数①.最大整流电流IF②.最大反向工作电压UR③.反向电流IR；④.正向直流电阻Rd；⑤.T℃漂移；⑵Diode的交流参数①.最高工作频率fM②.动态电阻rd

二极管加正向电压的情况～uV=UD+IRSignalsource4.

二极管的小信号微变等效电路图DC负载线5.Diode的应用举例例1.Diode作开关使用ui0S应用Condition:

ui>>ud；ud≈0v；例2.门电路中Diode的作用ERD1D2uaubuo应用Condition:

U=(1～5)vI00.7

ud

＝0.7v例3.Diode折线电路ΔIΔUUI00uoui大信号软限幅例4.Diode限幅器R＋－EE0V应用Condition:U>ESec.2.5稳压管的工作原理

稳压管的参数及应用Sec.2.5稳压管的参数及应用⑴.稳压管的(应用电路)工作原理：

┗┓UIRLDZRIZIL＋－IRIR=IZ+ILIR=(Ui–UZ)/R设：

Ui＝12v，Uz＝6v，Izmin＝5mA，R＝500Ω，Izmax＝30mA，RL＝1kΩ或0或∝时，求：Uo＝？解：

⑴.RL＝

∝时

⑵.RL＝0时⑶.RL＝1kΩ时稳压管的工作原理：例UIRLDZRIZIL＋－IR⑵.稳压管的伏安特性和等效电路稳压管模型

⑶.稳压管应用于稳压电路⑷.稳压管的参数①.稳定电压UZ：IZm≤IZ≤IZM②.稳定电流IZ

：③.额定功耗PZ：④.稳压管的温度系数⑤.动态电阻rZ

：Sec.6.发光二极管图1.2.13光电二极管的外形和符号返回图1.2.14光电二极管的伏安特性Sec.2.6晶体三极管(双极型晶体管)特性

及主要参数教材：第4章晶体三极管及其基本放大电路p.64～p.73Sec.2.6双极型晶体管特性及主要参数1.晶体管的结构和符号2.晶体管内部载流子运动与外部电流3.基本共射放大电路4.晶体管的输入特性曲线5.晶体管的输出特性曲线6.晶体管的极限参数7.温度对晶体管输出特性的影响1.概述⑴.Tr.Classification（结构）:①.BipolarTr.②.MOSFET.⑵.按工作电流分类：⑶.按工作频率分类：晶体管的几种常见外形⑵.(Bipolar)晶体管的结构和符号2.Tr.的电流放大作用⑴.Tr.的电流形成过程①.发射结正偏②.多子扩散到基区③.集电结反偏⑵.Tr.的电流分配关系（放大作用）

⑴.

Tr.的电流形成过程⑵.定量分析

（电流分配关系）（电流放大系数）IE=IEN+IEP=ICN+IBN+IEP≈ICN+IBNIC=ICN+ICBO≈ICN

IB=IBN+IEP-ICBONPNIC=βIB

+（1＋β）ICBO⑶.基本共射放大电路的放大作用

（电路符号表示）IEICIBΔIBΔICΔIE输入回路输出回路3.基本共射放大电路的特性曲线测试电路RbRcRw1Rw2EcEcUBEUCE＋－＋－⑴.晶体管的输入特性曲线

⑵.晶体管的输出特性曲线⑶.Tr.的3个工作区

①.Cutoffarea:

②.Saturationarea：

③.Amplificationarea：④.Tr.基区调宽效应：4.温度对Tr.特性的影响⑴.温度对Tr.UBE的影响⑵.温度对Tr.ICBO特性的影响⑶.温度对Tr.β特性的影响4.温度对晶体管输入特性的影响图1.3.9温度对晶体管输出特性的影响5.Tr.的几个主要参数⑴.直流参数：

①.直流电流放大倍数：β②.极间反向电流：ICBO、ICEO⑵交流参数：①.交流电流放大倍数：β②.特征频率fT⑶极限参数①.PCM②.ICM③.反向击穿电压图1.3.10光电三极管的等效电路、符号和外形图1.3.11光电三极管的输出特性曲线

2.7场效应晶体管

教材：第5章

场效应管及其基本放大电路

p.127～p.153

2.7场效应管1结型场效应管的结构和符号2N沟道结型场效应管的结构示意图3uDS

＝0时uGS对导电沟道的控制作用4UGS(off)<uGS<0且uDS>0的情况5场效应管的输出特性6场效应管的转移特性曲线1.结型场效应管的结构和符号2.N沟道结型场效应管的结构示意图

3.uDS

＝0时uGS对导电沟道的控制作用4.UGS(off)<uGS<0且uDS>0的情况5场效应管的输出特性6场效应管的转移特性曲线2.MOSFET⑴.MOSFET管结构及分类：①.增强型MOS：A.N—沟道MOSFETB.P—沟道MOSFET②.耗尽型MOS：A.N—沟道MOSFETB.P—沟道MOSFET

①.N沟道增强型MOSFET结构示意图

及增强型MOSFET的符号②.uDS

＝0时uGS对导电沟道的影响

uGS为大于UGS(th)的某一值时

uDS对iD的影响N沟道增强型MOS管的特性曲线

⑵.N沟道耗尽型MOS管结构

示意图及符号3.FET的主要参数（技术指标）⑴.DC参数①.开启电压UGS(th)：②.夹断UGS(Off)：③.饱和漏电流IDSS：④.直流输入电阻RGS：⑵.AC参数：①.低频跨导gm：②.极间电容Cgs、Cgd、Cds：③.低频噪声系数NF：⑶.极限参数：

①.最大漏极电流IDM：②.最大漏极耗散功率PDM：③.击穿电压U(BR)DS：④.柵源击穿电压U(BR)GS：⑶.N沟道增强型VMOS管的结构示意图

场效应管的符号及特性图1.4.14例1.4.1输出特性曲线

N—沟道增强型MOSFET电路图JFET电路图图1.4.2N沟道结型场效应管的结构示意图图1.4.3uDS

＝0时uGS对导电沟道的控制作用图1.4.1结型场效应管的结构和符号图1.4.4UGS(off)<uGS<0且uDS>0的情况图1.4.5场效应管的输出特性图1.4.6场效应管的转移特性曲线图1.4.7N沟道增强型MOS管结构示意图及增强型MOS的符号图1.4.8uDS

＝0时uGS对导电沟道的影响图1.4.9uGS为大于UGS(th)的某一值时uDS对iD的影响图1.4.10N沟道增强型MOS管的特性曲线图1.4.11N沟道耗尽型MOS管结构示意图及符号图1.4.12N沟道增强型VMOS管的结构示意图图1.4.13场效应管的符号及特性图1.4.14例1.4.1输出特性曲线图1.4.15例1.4.2电路图图1.4.16例1.4.3电路图1.5单结晶体管和可控硅图1.5.1单结晶体管的结构示意图和等效电路图1.5.2单结晶体管特性