第9章 半导体二极管及三极管.ppt

二极管：死区电压=0 .5V，正向压降?0.7V(硅二极管) 理想二极管：死区电压=0 ，正向压降=0 RL ui uo ui uo t t 二极管的应用举例1：二极管半波整流 二极管的应用举例 2： t t t ui uR uo R RL ui uR uo 9.3.1 稳压二极管 U I IZ IZmax ?UZ ?IZ 稳压误差 曲线越陡，电压越稳定。 + - UZ 动态电阻： rz越小，稳压性能越好。 §9.3 特殊二极管 （4）稳定电流IZ、最大、最小稳定电流Izmax、Izmin。 （5）最大允许功耗 稳压二极管的参数: （1）稳定电压 UZ （2）电压温度系数?U（%/℃） 稳压值受温度变化影响的的系数。 （3）动态电阻 负载电阻 。 要求当输入电压由正常值发生?20%波动时，负载电压基本不变。 稳压二极管的应用举例 uo iZ DZ R iL i ui RL 稳压管的技术参数: 解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电流为Izmax 。 求：电阻R和输入电压 ui 的正常值。 ——方程1 令输入电压降到下限时，流过稳压管的电流为Izmin 。 ——方程2 uo iZ DZ R iL i ui RL 联立方程1、2，可解得： 9.3.2 光电二极管 反向电流随光照强度的增加而上升。 I U 照度增加 9.3.3 发光二极管 有正向电流流过时，发出一定波长范围的光，目前的发光管可以发出从红外到可见波段的光，它的电特性与一般二极管类似。 9.4.1 基本结构 B E C N N P 基极 发射极 集电极 NPN型 P N P 集电极 基极 发射极 B C E PNP型 §9.4 半导体三极管 B E C N N P 基极 发射极 集电极 基区：较薄，掺杂浓度低 集电区：面积较大 发射区：掺 杂浓度较高 B E C N N P 基极 发射极 集电极 发射结 集电结 9.4.2 电流放大原理 B E C N N P EB RB EC IE 基区空穴向发射区的扩散可忽略。 IBE 进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IBE ，多数扩散到集电结。 发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。 B E C N N P EB RB EC IE 集电结反偏，有少子形成的反向电流ICBO。 ICBO IC=ICE+ICBO?ICE IBE ICE 从基区扩散来的电子作为集电结的少子，漂移进入集电结而被收集，形成ICE。 IB=IBE-ICBO?IBE IB B E C N N P EB RB EC IE ICBO ICE IC=ICE+ICBO ?ICE IBE ICE与IBE之比称为电流放大倍数 要使三极管能放大电流，必须使发射结正偏，集电结反偏。 B E C IB IE IC NPN型三极管 B E C IB IE IC PNP型三极管 9.4.3 特性曲线 IC mA ?A V V UCE UBE RB IB EC EB 实验线路 一、输入特性 UCE ?1V IB(?A) UBE(V) 20 40 60 80 0.4 0.8 工作压降： 硅管UBE?0.6~0.7V,锗管UBE?0.2~0.3V。 UCE=0V UCE =0.5V 死区电压，硅管0.5V，锗管0.2V。 * 北方民族大学 第9章 半导体二极管和三极管 §9.1 半导体的基本知识 §9.2 PN 结及半导体二极管 §9.3 特殊二极管 §9.4 半导体三极管 9.1.1 导体、半导体和绝缘体 导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体。 绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。 半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。 §9.1 半导体的基本知识 半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。例如： 当受外界热和光的作用时，它的导电能 力明显变化。 往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使 它的导电能力明显改变。 9.1.2 本征半导体 一、本征半导体的结构特点 Ge Si 通过一定的工艺过程，可以将半导体制成晶体。 现代电子学中，用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。 本征半导体 在硅和锗晶体中，原子按四角形系统组成晶体点阵，每个原子都处在正四面体的中心，而四个其它原子位于四面体的顶点，每个原子与其相临的原子之间形成共价键，共用一对价电子。 硅和锗的晶体结构： 完全纯净的、结构完整的半导体晶体。 硅和锗的共价键结构 共价键共 用电子对 +4 +4 +4 +4 +4表示除去价电子后的原子 共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，