常用半导体器件课件

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• （3）开关二极管
• 该类管子用于数字脉冲电路及电子开关电路，片 状开关管分为单开关二极管和复合开关二极管两 大类
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• （4）复合二极管
• （2）PN结加上反向电压的情况 将PN结的P区接电源的负极，N区 接电源正极，此时外加电压对PN结产生的电场与PN结内电场方向相同， 加强了PN结内电场，多数载流子在电场力的作用下难于通过PN结，反 向电流非常微小，即PN结加反向电压时处于截止状态。
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3.二极管的伏安特性曲线
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图1-2为PN结的结构示意图，其中字母P代 表P型半导体，字母N代表N型半导体，中间 划有虚线的部分代表PN结。
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• 2.PN结的单向导电性
PN结加正向电压导通，加反向电压截止，这种导电特性就称为PN结的单 向导电性。
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1.2 半导体二极管
• 1.2.1 二极管的结构与符号 • PN结加上引出线和管壳就构成半导体二极管（简称二极管）。
二极管的结构示意图
二极管的符号
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1.2.2 二极管的伏安特性和参数
• 1.观察二极管的导电性
（a）观察指示灯是否 发亮，（b）再观察指
示灯的亮暗情况
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• 2.二极管的主要特性
（1）加正向电压导通 在二极管的两电极加上电压，称为给二极管以偏 置。 （2）加反向电压截止 与正向偏置相反，如果将电源负极与二极管的正 极相连，电源正极与二极管的负极相连，称为反向偏置，简称反偏。
分类，重 点
常见的片状二极管器件有:肖特基二极管、稳压二极管、开关二极管、复合二 极管和变容二极管五种类型。
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（1）肖特基二极管
常见的肖特基 二极管封装形
式
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• （2）稳压二极管
• 稳压值在2～30V，额定功率为0.5W的片状稳压 二极管的封装多采用SOT-23形式，额定功率为1W 的多采用SOT-89（1W）形式封装。
1.1 半导体和PN结
• 1.1.1 半导体 导体、半导体和绝缘体
按导电能力的大小 划分
半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。半导体之所以得到广泛的应用， 是因为人们发现半导体具有三个奇妙且可贵的特性:掺杂性、热敏性、光敏 性。
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1.1.2 N型半导体和P型半导体
• 掺入杂质后的半导体称为杂质半导体。 • 杂质半导体分为N型半导体和P型半导体两类
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• 4.无引线片状二极管
• 无引线片状二极管在目前的电子产品中得到了广 泛应用，它的特点是体积小、重量轻、高频性能 好、形状简单、尺寸标准化，焊点处于元件的两 端，便于自动化装配。片状元件尺寸很小，其表 面已无法详细标出元件的名称和规格，因而通常 用缩减的符号来表示元件的基本参数。
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• （1）正向特性曲线 • （2）反向特性曲线 • （3）反向击穿特性曲线
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4.二极管的主要参数
• （1）最大整流电流 • （2）最高反向工作电压 • （3）反向电流
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1.2.3 二极管的应用
二极管限幅电路
二极管限幅电路可用作保护电路，以防止半导体器件由于过压而被损坏， 也可用来产生数字信号中的恒幅波。
综上所述，二极管具有“加正向偏压导通，加 反向偏压截止”的导电特性，即单向导电性， 它是二极管最重要的特性。
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小知识 二极管为什么具有 单向导电性?
• 二极管的核心是PN结，因此二极管的单向导电性是由PN结的特性所决 定的。
• （1）PN结加上正向电压的情况 将PN结的P区接电源正极，N区接 电源负极，此时外加电压对PN结产生的电场与PN结内电场方向相反， 削弱了PN结内电场，使得多数载流子能顺利通过PN结形成正向电流， 并随着外加电压的升高而迅速增大，即PN结加正向电压时处于导通状 态。
该管子能使用吗?
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1.2.4 特殊二极管及其应用
• 1.稳压二极管（以下称稳压管） • （1）工作特性及应用
它是一种用特殊工艺制造的硅二极管，只要反向电流不超过极限电流，管子工 作在击穿区并不会损坏，属可逆击穿，这与普通二极管破坏性击穿是截然不同 的。稳压管工作在反向击穿区域时，利用其陡峭的反向击穿特性在电路中起稳 定电压作用。
若在纯净的四价元素硅中采用一定的制 造工艺，掺入微量五价元素（例如磷）
N型半导体
若在纯净的四价元素硅中采用一定的制造 工艺掺入微量的三价元素（例如硼）
P型半导体
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1.1.3 PN结及其单向导电性
• 1.PN结的形成
• 用特定的制造工艺 使P型半导体和N型 半导体相结合，在 其交界面上将形成 一个特殊的薄层， 这个薄层就是PN结。
稳压管主要用于恒压源、辅助电源和基准电源电路，在数字逻辑电路中还常 用作电平转移等。
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稳压管的伏安特性曲线
稳压管的应用
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• （2）稳压管的主要参数 • 稳定电压 • 稳定电流 • 最大稳定电流 • 耗散功率 • 动态电阻 • 温度系数k反映由温度变化而引起的稳定电压变化。
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• 2.发光二极管
• 发光二极管是一种把 电能变成光能的半导 体器件，由磷化镓、 砷化镓等半导体材料 制成，符号如图1-14 （a）所示，发光二极 管的种类按外形可分 为:圆形、方形等。如 图1-14（b）所示。
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• 3.光电二极管
• 光电二极管又称为光 敏二极管，其符号和元件 外形如图1-16所示。光电 二极管也是由一个PN结 构成，但是它的PN结面 积较大，通过管壳上的一 个玻璃窗口来接收入射光。 光电二极管常用作传感器 的光敏元件，可将光信号 转换为电信号。大面积的 光电二极管可用来作电源， 即光电池。
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思考题
• 1.画出二极管的符号和文字符号，并说明二极管的主要特 性。
• 2.二极管伏安特性的物理意义是什么? • 3.选用二极管时主要考虑哪些参数?并说明参数的含义。 • 4.锗二极管与硅二极管的主要差异是什么?各适用于哪些场
合? • 5.有一只二极管，测得正向电阻1.2kΩ，反向电阻520kΩ，