第1章半导体器件第1章常用半导体器件本章重、难点1.1.1半导体1.1.2本征半导体1.1.3杂质半导体1.1.4PN结+4+4在一定温度下本征半导体中载流子的浓度是一定的，并且自由电子与空穴的浓度相等。4.本征半导体的本征激发与复合半导体中两种载流子：带负电的自由电子、带正电的空穴。1.1.3杂质半导体+4+4说明在一块半导体单晶上一侧掺杂成为P型半导体，另一侧掺杂成为N型半导体，两个区域的交界处就形成了一个特殊的薄层，称为PN结。1.扩散运动耗尽层P3.扩散与漂移的动态平衡扩散与漂移达到动态平衡形成一定宽度的PN结二、PN结的单向导电性图1-1-10PN结反向截止总结：a.当PN结正向偏置时，回路中将产生一个较大的正向电流，PN结处于导通状态；b.当PN结反向偏置时，回路中反向电流非常小，几乎等于零，PN结处于截止状态。c.可见，PN结具有单向导电性。三、PN结的电流方程四、PN结的伏安特性五、PN结的电容效应2.扩散电容Cd综上所述：1.2.1半导体二极管的结构及分类1.2.2二极管的伏安特性1.2.3二极管的主要参数1.2.4二极管的等效电路1.2.5稳压二极管二极管按结构分有点接触型、面接触型和平面型。1.点接触型二极管2.面接触型二极管3.平面型二极管材料反向特性为横轴的平行线最大整流电流IDM/IF：二极管长期工作时允许通过的最大正向平均电流。最高反向工作电压URM/UR：二极管反向工作时的最高安全工作电压，通常为反向击穿电压的一半。反向电流IR/IS：二极管未击穿时的反向电流。最高工作频率fM：二极管正常工作时允许的最高交流信号频率。1.2.4二极管的等效电路例1电路如图所示，UD=0.7V，试估算开关断开和闭合输出电压UO。判断方法是：假设将二极管开路，计算接二极管阳极处的电位UP和接二极管阴极处的电位UN。当将二极管视为理想元件（即忽略二极管正向压降和反向漏电流）时，若UP≥UN，则接上二极管必然导通，其两端电压为零。否则接上二极管必然截止，其反向电流为零。当计及二极管的正向压降UD时，若UP-UN≥UD，则接上二极管必然导通，其两端电压通常硅管取0.7Ｖ，锗管取0.2Ｖ。否则接上二极管必然截止，其反向电流为零。Q越高，rd越小。图1-2-9直流与交流电压源同时作用时的二极管例2电路如图所示，已知ui＝10sinωt(v)，试画出ui与uO的波形。设二极管正向导通电压可忽略不计。UA1.2.5稳压二极管(1)稳定电压UZ三、使用稳压管注意事项1.3半导体三极管1.3半导体三极管图1-3-2常见三极管实物图【分类】半导体三极管的型号1.3.1三极管的结构及类型图1-3-4NPN型三极管结构示意图和符号集电区NPN型三极管剖面图b一、晶体管内部载流子的运动VCCIC=ICN+ICBO三、晶体管的共射电流放大系数3、共基直流电流放大系数一、输入特性曲线二、输出特性曲线饱和区——发射结正偏，集电结正偏。工作状态一、直流参数二、交流参数1.最大集电极耗散功率PCM输出特性曲线上的过损耗区和击穿区1.3.5温度对三极管特性及参数的影响[例1]：测量某NPN型BJT各电极对地的电压值如下，试判别管子工作在什么区域？（1）VC＝6VVB＝0.7VVE＝0V（2）VC＝6VVB＝4VVE＝3.6V（3）VC＝3.6VVB＝4VVE＝3.3V[例2]某放大电路中BJT三个电极的电流如图所示。IA＝-2mA,IB＝-0.04mA,IC＝+2.04mA,试判断管脚、管型。复习1.4场效应管N沟道1.4.1结型场效应管1.4.2绝缘栅型场效应管1.4.3场效应管的主要参数1.4.4场效应管与晶体管的比较dN一、结型场效应管工作原理iD=02.当uGS为UGS（Off)~0中一固定值时,uDS对漏极电流iD的影响。G3.当uGD<UGS(off),时，,uGS对漏极电流iD的控制作用1.输出（漏极）特性曲线2.转移特性＊结型P沟道的特性曲线1.4.2绝缘栅型场效应管（MOS管）一、N沟道增强型MOS场效应管1.工作原理+(3)UDS对导电沟道的影响(uDS>0，uGS≥UGS(th))3.特性曲线与电流方程二、N沟道耗尽型MOS场效应管N沟道耗尽型MOS管特性不同类型FET转移特性比较种类种类1.4.3场效应管的主要参数二、交流参数三、极限参数例1.4.1例1.4.2解：从输出特性曲线可得uGS＝10V时d-s之间的等效电阻(D在可变电阻区任选一点，如图)晶体管小结本章重点：（1）PN结的工作原理。（2）二极管的工作原理、伏安特性和主要参数。（3）双极型三极管的放大作用、输入和输出特性及其主要参数。本章难点：（1）半导体二极管的限幅、钳位等作用。（2）双极型三极