模拟电子技术第一章
正偏。
⑵、特点 U CE U CES
硅管: U CES 0.3V
锗管: U CES 0.2V 饱和区:iC随uCE 明显变化区域。
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第一章
半导体器件
输出特性曲线的三个工作区
条件
截止区 发射结反偏 发射结正偏, 集电结反偏
特点
I B 0;I C 0
放大区
I C I B
P-
+ N
发射结正偏,集电结反偏。 为放大工作状态
+ - N
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[例2] 测得电路中的一只三极管三个电极对地电位 如图所示,判断其工作状态。 发射结正偏,集电结正偏。 + P N 为饱和工作状态。 + P [例3] 测得电路中的一只三极管三个 电极对地电位如图所示,分别按锗管 和硅管判断其工作状态。
反向特性 反向击穿特性
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三、二极管的主要参数
1、最大整流电流IF 二极管允许通过的最大 正向平均电流。 2、最高反向工作电压URM 允许加在二极管的最大 反向电压。
IF
URM
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四、稳压二极管
1、特点:工作在反向击穿区。
反向击穿区
2、作用:稳定直流电压。 3、符号:
IC IE
I IC I I C C 15 mAC I C I I I 75I IE E I I B B 200 A C C B IC IC I C I E 15B I mA 0.987 I E I C I C0.2 mA 15 1 1 1 1 IE IB
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三、本征半导体 本征半导体: 纯净的、具有晶体结 构的半导体。 1、电子—空穴对 ⑴、电子载流子 共价键中的电子摆脱 束缚,成为自由电子。 ⑵、空穴载流子 缺少一个电子的共价 键上留下一个空位,叫 空穴。
价电子
共价键
空 穴
电子
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2、导电原理 在外电场作用下,自由电子定向运动,同时空 穴发生定向移动,形成电流。 I=I电+I空
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测
试
题
1、本征硅中若掺入3价元素的原子,则多数载流 子应是 ,少数载流子应是 。 2、N型半导体掺入 少子是 。 价杂质,多子是 ,
3、P型半导体的形成是在纯硅或纯锗中加入了( ) A.空穴 B.三价元素 C.五价元素 D.正离子
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4、在半导体材料中,其正确的说法是( ) A. P型半导体中由于多数载流子是空穴,所以 它带正电。 B. N型半导体中由于多数载流子是自由电子,所 以它带负电。 C. P型半导体中由于多数载流子是自由电子,所 以它带负电。 D. P型和N型半导体材料本身都不带电。
2、PN结加反向电压
截止
-
+
PN结具有单向导电性。
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二、半导体二极管
㈠、二极管结构与符号 1、结构 由一个PN结构成。 2、符号
3、二极管
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各种二极管
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整流二极管
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㈡、二极管的伏安特性 二极管的伏安特性:二极管两端电压U与流过 二极管电流I的关系。
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测
试
题
1、在常温下,硅二极管的开启电压是 ____V, 导通后在较大电流下时正向压降约____V;锗二 极管的开启电压是____V,导通后在较大电流下 时正向压降约____V。 2、PN结的基本特性是________ 。 3、正常工作状态下的稳压二极管,处于伏安特 性曲线中的( ) A. 正向特性的工作区 B. 正向特性的非工作区 C. 反向击穿区 D. 特性曲线的所有区域
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双极型三极管
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二、三极管的放大原理
㈠、三极管放大状态的工作条件 1、发射结正偏 2、集电结反偏
+ +
-
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㈡、电流的分配关系 1、三极管电流关系
I E IC I B I E I C I B
IC
IB
IE
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i B f (uBE ) |uCE 常数
三极管的输 入特性就是 二极管伏安 特性
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㈡、输出特性曲线 当iB不变时,iC与uCE之间的关系 iC f (uCE ) |i
ic
B
常 数
uCE
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输出特性曲线的三个工作区 1、截止区 ⑴、条件 发射结反偏。 ⑵、特点
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4、如图所示电路中二极管的工作情况为( ) A. D1、D2均截止 B. D1、D2均导通 C. D1截止、D2导通 D. D1导通、D2截止
5、如图所示,两稳压管DZ1、DZ2的稳定电压 为UZ1=3V,UZ2= 6V,正向导通电压0.7V,当输 入电压为10V时,则输出电压VO( ) A. 1.4V B. –1.4V C. 9V D. –9V
加在二极管上的电压
UD=9-6=3V>0,二极管导通。 2、计算UO 二极管为理想二极管,二 极管的导通压降为0V。 判断依据 加在二极管上的电 压为正向电压:导 通;为反向电压: 截止
UO = -6V
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[例2] 图中二极管为理想二极管,试判断二极管是 导通还是截止,并确定输出电压UO。 1、判断二极管的工作状态
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4、使用注意:稳压二极管的N端接电源的正极, P端接电源的负极。 5、主要参数:
⑴、稳定电压UZ
⑵、稳定电流IZ ⑶、动态电阻rZ
+
-
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[例1] 图中二极管为理想二极管,试判断二极管是 导通还是截止,并确定输出电压UO。 1、判断二极管的工作状态
U CE U CES
饱和区
发射结正偏,
集电结正偏
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判断三极管的工作状态
依据:三极管在三个工作区的工作条件 截止工作状态:发射结反偏。 放大工作状态:发射结正偏,集电结反偏。 饱和工作状态:发射结正偏,集电结正偏。
[例1] 测得电路中的一只三极管 三个电极对地电位如图所示,判断 其工作状态。
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3、漂移运动 在空间电荷区形成内电场,阻碍扩散运动,产 生少数载流子的相反方向的运动。 4、动态平衡 当两种运动达到动态平衡,空间电荷区的宽度 稳定,形成稳定的PN结。
内电场
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㈡、PN结的单向导电性
1、PN结加正向电压
导通
+
-
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⑴、确定二极管D1回路
二极管D1加正向电压,为导通。 ⑵、确定二极管D2回路 二极管D2加反向电压,为截止。 2、计算UO
计算电路:将截止的二极管去
掉,只保留导通的二极管。
UO = -UD1 = 0V
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[例3] DZ1、DZ2为硅稳压二极管,其稳定电压分别 为8V和10V,它们的正向压降为0.7 V,试求各电 路的输出电压。
I
U
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1、正向特性(0AB段) 正向特性为正向电压与正向电流的关系。 正向导通 ⑴、死区电压
当正向电压小于某一值 时,正向电流很小,几乎 为0,该值称为死区电压。 硅管为0.5V; 锗管为0.1V 导通压降
⑵、正向导通
正向电压变化很小,正 向电流急剧增大。 导通压降:硅管为0.6— 0.7V,通常取0.7V; 锗管为0.2—0.3V,通常 取0.2V
多数载流子:
空穴 — 多子
少数载流子: 电子 — 少子 导电以空穴导电为主
I=I空穴
空穴
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小
结
1、半导体特性:热敏性、光敏性、掺杂性。 2、半导体导电原理:依靠电子—空穴对导电。
3、本征半导体:纯净的、具有晶体结构的半导体
4、杂质半导体 ⑴、电子型半导体(N):5价杂质,电子>>空穴, 主要为电子导电。 ⑵、空穴型半导体(P):3价杂质,空穴>>电子, 主要为空穴导电。
1.2 半导体二极管
1.3 双极型三极管
1.4 场效应管
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1.1 半导体的特性
一、半导体 半导体:导电性能介于导体与绝缘体之间的物质。 导 体: ρ<10-4Ωcm 绝缘体: ρ>109Ωcm 半导体: 10-4< ρ<109Ωcm 二、半导体的特性 1、热敏性:导电性能随温度升高而增强。 2、光敏性:导电性能随光照增强而增强。 3、掺杂性:掺入杂质,导电性能提高。 硅中掺入百万分之一的磷,导电性能提高百万倍。
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作
第一章 一、3 二、1-2 阅读教材P1—3
业
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1.2 半导体二极管
一、PN结
㈠、 PN结的形成 1、扩散运动 由于浓度差产生的 运动。