第四章-半導(dǎo)體器件

§4—3?§4—1晶體二極管§4—2?晶體三極管場效應(yīng)管第四章半導(dǎo)體器件第四章半導(dǎo)體器件§4—1?晶體二極管第四章半導(dǎo)體器件二極管在實際中的應(yīng)用第四章半導(dǎo)體器件一、二極管的結(jié)構(gòu)和符號二極管是由半導(dǎo)體材料硅（Si）、鍺（Ge）及其化合物制成的器件。所謂半導(dǎo)體材料是指導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)，常見的有硅和鍺。二極管的結(jié)構(gòu)和圖形符號a）二極管的結(jié)構(gòu)?b）二極管的圖形符號第四章半導(dǎo)體器件二、二極管的工作特點及主要參數(shù)1.二極管的工作特點（1）二極管的單向?qū)щ娦远O管的導(dǎo)電性能實驗a）二極管正向?qū)顟B(tài)?b）二極管反向截止?fàn)顟B(tài)第四章半導(dǎo)體器件（2）二極管的伏安特性曲線正向電壓很小的范圍稱為死區(qū)，相應(yīng)的電壓稱為死區(qū)電壓。使二極管開始導(dǎo)通的臨界電壓稱為開啟電壓或門坎電壓，通常用Uon

表示，硅管的開啟電壓Uon

約為0.5?V，而鍺管的開啟電壓Uon

為0.1～0.2?V。二極管正向?qū)〞r，硅管的正向壓降為0.7?V左右，鍺管的正向壓降為0.3?V左右。二極管的伏安特性曲線第四章半導(dǎo)體器件2.二極管的主要參數(shù)（1）最大整流電流IFM指二極管長期運行時允許通過的最大正向平均電流。（2）最高反向工作電壓URM指二極管正常工作時所允許外加的最高反向電壓。（3）反向電流IR指在規(guī)定的反向電壓（＜UBR）和環(huán)境溫度下的反向電流。第四章半導(dǎo)體器件二極管的其他分類三、二極管的分類第四章半導(dǎo)體器件二極管的其他分類第四章半導(dǎo)體器件§4—2?晶體三極管第四章半導(dǎo)體器件擴音機實物及工作原理示意圖a）擴音機?b）擴音機工作原理示意圖第四章半導(dǎo)體器件一、三極管的結(jié)構(gòu)和外觀識別1.三極管的結(jié)構(gòu)三極管是一個三層結(jié)構(gòu)、內(nèi)部具有兩個PN結(jié)的器件，它的中間層稱為基區(qū)，基區(qū)的兩邊分別稱為發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，三極管的發(fā)射區(qū)和集電區(qū)是同類型的半導(dǎo)體，所以三極管有兩種半導(dǎo)體類型。第四章半導(dǎo)體器件三極管的結(jié)構(gòu)和圖形符號a）NPN型三極管結(jié)構(gòu)和圖形符號?b）PNP型三極管結(jié)構(gòu)和圖形符號第四章半導(dǎo)體器件2.三極管的外觀識別常見三極管的引腳分布規(guī)律第四章半導(dǎo)體器件常見三極管的引腳分布規(guī)律第四章半導(dǎo)體器件二、三極管的分類三極管的外形圖第四章半導(dǎo)體器件三、三極管的工作特點1.三極管的電流分配關(guān)系根據(jù)基爾霍夫電流定律，三極管的發(fā)射極電流等于集電極電流與基極電流之和，即IE?=?IC?+?IB。由于基極電流很小，所以集電極電流與發(fā)射極電流近似相等，即IC≈IE。第四章半導(dǎo)體器件2.三極管的電流放大作用三極管集電極直流電流IC

與相應(yīng)的基極直流電流IB

之間的比值幾乎是固定不變的，稱為共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)，三極管的電流分配關(guān)系a）NPN型?b）PNP型第四章半導(dǎo)體器件3.三極管的伏安特性曲線（1）輸入特性曲線三極管的輸入特性是指基極電流IB

與發(fā)射結(jié)電壓UBE

之間的關(guān)系。三極管的輸入特性曲線第四章半導(dǎo)體器件（2）輸出特性曲線三極管的輸出特性曲線是指集電極電流IC與電壓UCE

之間的關(guān)系。三極管的輸出特性曲線第四章半導(dǎo)體器件四、三極管的主要參數(shù)1.共射電流放大系數(shù)ββ

值是表征三極管電流放大作用的最主要的參數(shù)，一般為20～200，β

值太大時，工作性能不穩(wěn)定，通常選用β

值為60～100。第四章半導(dǎo)體器件2.極限參數(shù)（1）集電極最大允許電流ICM集電極電流過大時，三極管的β

值要降低，一般規(guī)定β值下降到正常值的2/3時的集電極電流為最大允許電流。（2）集電極—發(fā)射極反向擊穿電壓U（BR）CEO是指基極開路時，加在集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓。（3）集電極最大允許耗散功率PCMPCM

小于1?W的稱為小功率管，大于1?W的稱為大功率管。第四章半導(dǎo)體器件§4—3?場效應(yīng)管第四章半導(dǎo)體器件一、結(jié)型場效應(yīng)管1.結(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)結(jié)型場效應(yīng)管有N溝道和P溝道兩種，結(jié)構(gòu)示意圖和圖形符號如圖所示。場效應(yīng)管外形結(jié)型場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意圖和圖形符號

a）N溝道場效應(yīng)管?b）P溝道場效應(yīng)管第四章半導(dǎo)體器件2.結(jié)型場效應(yīng)管的電壓控制作用這種UGS?=?0，ID≠0的工作方式稱為耗盡型。使導(dǎo)電溝道完全合攏所需要的柵源電壓UGS

稱為夾斷電壓UP。柵源電壓對溝道的控制作用a）UGS?=?0?b）UGS

＜0第四章半導(dǎo)體器件二、絕緣柵型場效應(yīng)管絕緣柵型場效應(yīng)管簡稱MOSFET。絕緣柵型場效應(yīng)管圖形符號a）N溝道場效應(yīng)管圖形符號?b）P溝道場效應(yīng)管圖形符號第四章半導(dǎo)體器件耗盡型絕緣柵場效應(yīng)管的電壓控制作用和結(jié)型場效應(yīng)管的電壓控制作用大致相同。

N溝道增強型MOS管導(dǎo)電溝道的形成a）UGS?=?0時導(dǎo)電溝道未形成?b）UGS?=?UT

時導(dǎo)電溝道形成第四章半導(dǎo)體器件三、場效應(yīng)管的主要參數(shù)1.夾斷電壓UP當(dāng)UDS

為某一定值（測試條件）時，對于結(jié)型場效應(yīng)管和耗盡型MOS管，UP為ID減小到近似為零（1μA、10μA）時的柵源極電壓UGS

值。2.開啟電壓UT當(dāng)UGS

為某一定值（測試條件）時，增強型MOS管開始導(dǎo)通時的UGS

就為UT。N溝道的增強型MOS管的UT

為正值，P溝道的增強型MOS管的UT

為負(fù)值。第四章半導(dǎo)體器件3.飽和漏極電流IDSS對結(jié)型場效應(yīng)管和耗盡型MOS管來說，柵源極電壓UGS?=?0時的漏極電流為IDSS，它反映了場效應(yīng)管輸出的最大漏極電流。4.最大漏源擊穿電壓U（BR）DS它是指漏極與源極之間的最大反向擊穿電壓，即當(dāng)ID

急劇上升時的UDS

值。5.跨導(dǎo)gm當(dāng)UDS

為某一定值（測試條件）時，ID

的微小變化量與UGS

的微小變化量之比，即

。gm

反映了柵源極電壓對漏極電流的控制能力。第四章半導(dǎo)體器件四、場效應(yīng)管的使用及注意事項1.場效應(yīng)管在使用中要注意電壓極性。2.為了防止柵極擊穿，要求一切測試儀器、電烙鐵都必須有外接地線。焊接時用小功率烙鐵，動作要迅速，或切斷電源后利用余熱焊接。焊接時應(yīng)先焊源極，后焊柵極。第