1、第10章帝用半導體賽件本章主要內彖本章主要介紹半導體二極管、半導體三極管和半導體場效 晶體管的基本結構、工作原理和主要特征，為后面將要討論的放大電路、邏輯電路等內容打下基礎。234光耦合器佃52 N溝道耗盡型MQS管1Q.5.1 N溝道増強里M0SjHO5場效應晶體舒0,1半導體的導電特性本征半導體10/L2N型半導體和P型半導體10.1.3 PN緒F0.4.1基本結構10-.4.2載流子分配及電流放大原卻第10章常用半導體器件V1043特性曲線一 10.4半導體三極管10.4.4 參數/10.2.1基本給構 佃22伏安特性 2半導體一極筲H仙.2.3主要參數10.2.4應用舉例4S3/I穩壓

2、二極管1032發光二極管W.3特殊二極管T163.3光電二極件【引例】如何賣現的？SfOdcfcorrt- S8O42121FfltfMU762CFMIBI合戰序飛和浦PCF50603Silicon LbbO時IWi手機及內部電路RFMD#RF31S3 Zs射覽功般大得SG)多啓載” G創詼子內電場方向A外電場方向內里場方向外電場方向(b)加反向電壓(反偏)總結：PN結外加正向電壓對p PN結電阻很小，正向電 流很丸，PN結正筍導適，電流方尙從P燮區流向N矍區；PN結 外加反向電壓對，PN結電阻很大p反向電流很小p近似為零p PN結反向離止。PN結的這種特性稱為單向導電性。10.24導體的二極

3、管10.2.1基本結構引線 斤外殼W丿丿鋁合金小球| N型硅丁陽極引線金錘合金陰極引線(b)點接觸型(c)面接觸型陽極立(陰極(d)符號發光二極管開關二極管半導體的二極管型號說明:9第五部分，規格第四部分產品序號第三部分管子類熨第二部分，材料及扱性第一部分用Z表示為二機管p-A錯N型 一 B錯P型 一 C硅 D硅P普通管 -W-穩壓背 -Z-整流管 -L-整斑堆www.crystalradiG.cnC P 21產品序號普通小信號管N型雄材料二極管序號箍流管&材料二極管10.2.2伏安特性1正向特性CU死區及死區電壓當外加正向電壓小于某值時，正向電流很小, 幾乎為零，此段稱為死區，對應電壓為死區

4、電壓。電壓0.5V0.1V(2)正向導通及導通電壓當外加正向電壓大于死區電壓時，正向電流增長很快，二極管正向導通，對應電壓為導通電壓。導通電壓硅管：060.7V錯管：020.3V二極管的伏安特性HJ反向截止區垃意：反侖電流的特點一.它隨漫度的升富增長很快;(2)反向擊棄區2 反向特性當二極管加反向電壓并小于某電壓(擊穿電 壓)時，由少數載流子的漂移運動形成很小的反 向電流，硅管為nA級，錯管為p A級，故二極管 反向截止。二、反向尅流與反向勒壓的大小無關 基本不變稱它為反向砲和尅流。當反向電壓增加到擊穿電壓時，反向電流將突然增大，二極管的單向導電性被破壞，二極管 反向導通，造成不可恢復的損壞。

5、10.23主要參數為了正確使用二極管，除了理解其伏安特性之外，還要掌 握其相應的參數，以便選擇二極管。1.最大整流電流7fmIfm二極管長時間正向導通時，允許流過的最大正向平均電流。在使 用時不能超過此值，否則將因二極管過熱而損壞。2.反向峰值電壓Urmrm是指二極管反向截止時允許外加的最高反向工作電壓，Urm的數值大約等于二極管的反向擊穿電壓Ubr的一半，以確保管子安全工作。3反向峰值電流抵1，RM是指在常溫下二極管加反向峰值電壓rm時，流經管子的電流。它說明了二極管質量的好壞，反向電流大說明它的單向導電性差，而且受溫度 影響大。硅管比錯管的反向電流小。1024應用舉例由于半導體二極管具有單

6、向導電性，因而得到了廣泛應用。在電路中，常用來作為整流、檢波、鉗位、隔離、保護、開關 等元件使用O 【例1021】二極管削路如圖(a)和(b)所示，試分析二極管的工作狀態和它們所起的作用。設二極管為理楓二圾管。6V3kQ立VD212VU(b)【例10.21】二極管電路如圖(a)和(b)所示p試分析二極管的工 作狀態和它們所起的作用。設二極管為理怨二極管。【解】 在圖(a)所示電路中，移開二極管，求兩端電位，即VD% =12VV2=6V12V3kQ6V士(a)通狀態，相當短路，使t/o=12V,起鉗位作用?！纠?021】二極管電路如圖(a)和(b)所示p試分析二極管的工 作狀態和它們所起的作用。

7、設二極管為理怨二極管。【解】(2)在圖(b)所示電路中，移開二極管，求兩端電位，即% =6V3kQ1+Z VDJ6V VCVBV各極電流（mA）測量結果-0.00100.020.040.060.080.100.0010.010.701.502.303.103.95E00.010.721.542.363.184.05=40賣驗救據分析：a）iE=ic+iB仏二竺= 38.30 /B5 0.060.8602半導體三極管內部栽流子的運動:丿 D 00 +士 Eb4+Eq載流子運動過程： 發射結正偏：發射區發射電子到基區 少量電子在基區與空穴復合，大部分 運動到集電結； 集電結反偏：集電區收集電子。半

8、導體三極管內部載流子運動示意圖三個結論:發射極電流厶、基極電流厶、集電極電流人的關系是厶二厶+心(2)集電極電流Zc、基極電流厶的關系是7=嘰；晶體管的電流放大作用，實質上為晶體管的控制作用，即較小電流厶控 制大電流耳。10上3特性曲銃1. 輸入特性曲線輸入特性曲線是指當集射極電壓L7 CE為常數時，輸入回路（基極回路）中 基極電流厶與基射極電壓be之間的關系 曲線，即|/b=/(Ube)(/CE=constant特A: Uce21曲線重合； 當l/be小于死區電壓時，4=0,三極管截止； 當be大于死區電壓時，三極管導通，厶隨Ube快 速增大。發射結導通電壓為硅管： %| = 06: 07廠

9、測試電路0.2: 0.3V錯管：|如二2. 輸出特性曲線輸出特性曲線是指當基極電流厶為 常數時，輸出電路（集電極回路）中集 電極電流/c與集境極電壓“CE之間的矣 系曲線，即r-HCVT|/c=/(Uce)/B =constant在L/ce = 0IV區間，隨著特A: 當厶一定時，&E的增尢 h線性增加。當&E超過*后, 當L/ce增高時，c幾乎不變，即具有恒流特 性； 當厶增大時，線性增大，遠大于厶，且 c受厶控制，這就是晶體管的電流放大作用 的表現。10.4半導體三極管通常把晶體管的輸出特性曲線分為三個工作區:放大區：ZCB基本上成正比關 系，即/C=ZB,發射結為正偏, 集電結為反偏；飽

10、和區輸出特性曲線輸出特性 曲線的三 個工作區截止區：厶=0,即/c=CEO-0,發射 結為反偏，集電結為反偏；晶體管 的c、E極之間相當于一個斷開的開 關；刃B，晶體管失去=0.20.3V (錯管飽和區：厶增加，c小于歹厶，心電流放大作用。飽和時，電壓I UCE |為0.102V),數值很小，近似為零，晶體管的C、E極之V間相當于一個閉合的開關O10.4.4主要參數1.共射極電流放大系數廨卩7 B3 =生A/b共發射極靜態（又稱 直流）電流放大系數共發射極動態（又稱 交流）電流放大系數（2）晶體管的b值在20200之間。2.集基極反向飽和電流/cboZcb。是當發射極開路（Ze = 0）時的集

11、電流Zc，是 I裁 由少數載流子漂移運動（主要是集電區的少數載 流子向基區運動）產生的，它受溫度影響很大。注意：在或顯下，小功率憐管的CBO約為幾微妥到幾 十微妄，小功率硅管AlpA以下。3.集射極穿透電流Zceo0對，Si。?絕緣層會產生垂直于材底表面的務亀場， 吸引軸底P型半導體中的電子到達表屬，形成一個物子蒔層CN 導電溝道沒形成，iD=o；型屬,因與P宴襯底憑性相反p也隸為反燮層丿wGS UGS仙丿(開總電壓丿時 導電溝道形成p厶)隨著dd的增加而 增大。此類MOS管稱夠N溝道增強型MOS 管,簡稀NMOS管。3.特性曲線(1)轉移特性(2)輸出特性10.5.1 N溝道耗盡型場敗應管耗盡型MOS管在制造時，就在二氧 化硅絕緣層中摻入了大量正離子，形成 強電場，使得在gs = 0也能吸引足夠的 電子到硅表面，形成導電溝道。NN型溝道P型硅襯底SGD摻雜有正離子 的絕緣層夾斷電壓Id/O