模块一常用电子元器件.ppt
模块一 常用电子元器件,半导体基本知识,半导体二极管,半导体三极管,MOS场效应管,本 模 块 主 要 内 容,第一节 半导体基本知识,一、 本征半导体,半导体 :导电性能介于导体与绝缘体之间的物质，如硅和锗。它们的原子最外层都有四个价电子。,1. 本征半导体：纯净的半导体晶体。,2. 本征半导体的特点：有两种载流子参与导电,3. 本征半导体中电流由两部分组成：电子电流和空穴电流。,二、杂质本征半导体,在本征半导体中掺入微量有用杂质后的半导体称为杂质半导体。 杂质半导体可分为空穴（P）型半导体和电子（N）型半导体两大类。,1. P型半导体：在本征半导体内掺入微量的三价元素，成为P型半导体。 P型半导体中空穴是多子(由掺杂形成)，电子是少子(由热激发形成)。,2. N型半导体：在本征半导体内掺入微量的五价元素，成为N型半导体。 N型半导体中电子是多子(由掺杂形成)，空穴是少子(由热激发形成)。,三、 PN结及其单向导电性,1.PN结: 在同一片半导体基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了PN 结。,(1) PN 结加正向电压（正向偏置）,IF,PN 结加正向电压(P接正、N接负 )时，PN结变窄，正向电流较大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。,2. PN结的单向导电性,(2) PN 结加反向电压（反向偏置）,IR,少子的数目随温度升高而增多，故反向电流将随温度增加。,PN结加反向电压(P接负、N接正 )时，PN结变宽，反向电流较小，反向电阻较大，PN结处于截止状态。,结论:PN结具有单向导电性,一、二极管的伏安特性 二极管两端的电压与通过电流的关系曲线，称为二极管的伏安特性。,1 . 正向特性 2. 反向特性,死区电压 :硅管0.5V,锗管0.1V,导通压降: 硅管0.60.7V 锗管0.20.3V,反向击穿电压UBR,1.最大整流电流 二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。,2. 最高反向工作电压 手册上给出的最高反向工作电压一般是反向击穿电压的一半。,IF,URM,二、二极管的主要参数,第二节 半导体二极管,二极管的伏安特性。,UZ,IZ,IZM, UZ, IZ,使用时要加限流电阻,三、二极管的应用,1整流应用 2限幅应用 3检波应用 4保护应用,四、稳压二极管,工作在反向击穿状态，稳压二极管简称稳压管，其在电路中的接法如图所示。,曲线越陡，动态电阻越小，稳压管的稳压性能越好。,第三节 半导体三极管,一、结构与符号,三极管制造工艺特点是：发射区掺杂浓度高，基区掺杂浓度低且很薄，集电区面积大。,二、三极管的电流分配与电流放大作用,1.三极管电流放大作用的外部条件: 发射结正向偏置，集电结反向偏置,（1） 发射极电流等于基极电流与集电极电流之和，即IE=IC+IB,（2）IC比IB大得多。,（3）IB的小变化引起IC的大变化。,三、三极管的特性曲线,1. 输入特性,2.三极管的电流分配与放大作用: 发射结正向偏置，集电结反向偏置,一.输入特性,UCE 1V,工作压降： 硅管UBE0.6-0.7V,锗管UBE0.2-0.3V。,UCE=0V,UCE =0.5V,死区电压，硅管0.5V，锗管0.1V。,共射极接法硅NPN型三极管的输入特性曲线,2. 输出特性,放大区：发射结正偏，集电结反偏。IC=IB称为线性区。,饱和区：发射结正偏，集电结正偏，UCE 0.3V。,截止区 :发射结反偏，集电结反偏。IB=0。,NPN型三极管处于放大状时：VCVBVE,PNP型三极管处于放大状时：VEVBVC,四、三极管的主要参数及温度影响,1. 三极管的主要参数,直流电流放大系数：,(1) 电流放大倍数 和 ,交流电流放大系数：,一般作近似处理：,(2)极间反向电流 a.集-基极反向截止电流ICBO,ICBO是集电结反偏由少子的漂移形成的反向电流，受温度的变化影响。,b.集-射极反向截止电流ICEO,指基极开路,集电结反偏和发射结正偏时的集射极电流，习惯称穿透电流。是判断器件热稳定性的依据。,（3）极限参数,a. 集电极最大允许电流ICM,集电极电流IC上升会导致三极管的值的下降，当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM 值。 IC超过ICM并不一定会使三极管损坏，但以降低值为代价。,b. 集-射极反向击穿电压U(BR)CEO,当集-射极之间的电压UCE超过一定的数值时，三极管就会被击穿。,c. 集电极最大允许功耗PCM,PCPCM,安全工作区：在输出特性曲线上，三个极限参数所形成的区域,2. 温度对三极管参数的影响,(1) 温度对的影响 温度每升高1，值增大0.5%1%。,(2) 温度对ICBO的影响 温度每升高10，ICBO约增加一倍。,(3) 温度对UBE的影响 温度每升高1，UBE下降约22.5mv。,场效应三极管只有一种载流子参与导电，又称为单极型三极管，是利用电场效应来控制电流的一种半导体器件，即电压控制器件（双极型三极管是电流控制器件）。具有体积小、重量轻、耗电省、寿命长等特点，而且还具有输入阻抗高（可高达 以上）、噪声低、热稳定性好、便于大规模集成化的优点，被广泛应用于各种电子线路。,结型场效应管,按结构不同场效应管有两种:,绝缘栅型场效应管,第四节 MOS场效应管,本节绍仅介绝缘栅型场效应管,绝缘栅场效应管由金属-氧化物-半导体制成，故又称为MOS场效 应管，三个极分别为源极（S），栅极（G）、漏极（D），对应于 双极型三极管的发射极（E）、基极（B)、集电极（C）。 MOS管 共有四种类型：N沟道增强型、N沟道耗尽型、P沟道增强型、P沟 道耗尽型。,
