常用半导体器件PPT范本

§1-2．半导体二极管
二、二极管的伏安特性
1.二极管和PN结伏安特性的区别 开启电压 Uon
2.温度对二极管伏安特性的影 响
§1-2．半导体二极管
三、二极管的主要参 数1.最大整流电流IF
2.最高反向工作电压UR
3.反向电流 IR 4.最高工作频率 fM
§1-2．半导体二极管
四、二极管的等效电路
电压控电流 源
多子导 电
NF↓
外电场与内电 场的方向相反，空 间电荷区变窄，内 电场被削弱，多子 扩散得到加强，少 子漂移将被削弱， 扩散电流大大超过 漂移电流，最后形 成较大的正向电流。
§1-1．半导体基础知识
2）PN结外加反向电压 时处于截止状态
外电场与内电场方向一致，空 间电荷区变宽内电场增强，不 利于多子的扩散，有利于少子 的漂移。在电路中形成了基于 少子漂移的反向电流。由于少 子数量很少，因此反向电流很 小。 结论：ＰＮ结具有单向导电 性， 即正偏导通，反偏截止。
1. PN结的形 成漂移运动：
载流子在电场作用下的定向运动。
扩散运动： 由于浓度差引起的非平衡载流子的
运动。
§1-1．半导体基础知识
多子扩散 形成空间电荷 区 建立内电场 少子漂移
方向相反 动态平衡 I j= 0
§1-1．半导体基础知识
2. PN结的单向导电性
1）PN结外加正向电压 时处于导通状态来自§1-3．双极型晶体管
五、温度对晶体管特性及参数的
影1.响温度对ICBO的影响：
温度每升高100C, ICBO增加约一
倍。
2.温度对输入特性的影响
3.温度对输出特性的影响
§1-4．场效应管
场效应管 (FET) 是 利 用 输 入回路的电场效 应来控制输出回 路电流的一种半 导体器件。
它仅靠半导 体中的多数载流 子导电，又称单 极型晶体管。
一、类型及符
号
N
沟道
1.结型
P
沟道
增强型
2.绝缘珊型
耗尽型
N沟道 P沟道 N沟道 P沟道
§1-4．场效应管
二、 特性曲线与电流方程
1.漏极特(性NJ曲FET)
线iD f (uDS) UDS常数
1）可变电阻区：预夹断前（UDS<UGSUGS(off)) 特点： a) iD～UDS 线性
b) UDS→RDS 2）（恒RDS流=U区DS/：ID预) 夹断后（UDS>UGSUGS(off))
1. 由伏安特性折线化得到的等效电路
§1-2．半导体二极管
2. 二极管 的微变 等效电 路
§1-2．半导体二极管
五、 稳压二极 管稳压管是一
种特殊的面接触 型半导体硅二极 管。
1.稳压管的伏安特性
§1-2．半导体二极管
2.稳压管的主要参数
1).稳定电压 Uz
2).稳定电流 Iz
3）.额定功耗 PZM
§1-4．场效应管
4.NEMOSFET 特性曲线与电流方 程
§1-4．场效应管
三、场效应管的主要参数
1.直流参数
1）开启电压UGS（th)
2）夹断电压UGS
（0ff)
3）饱和漏极电流 IDSS 4）直流输入电阻RGS（DC）
2.交流参数
1）低频跨导gm
gm

iD u GS
UDS常数
2）极间电容
§1-1．半导体基础知识
2）载流子
电场作用
自由电子
定向运动
子电流
形成电
电场作用
空穴
填补空穴的价电子作定向运动
空穴电流
形成
两种载流子：带负电荷的自由电子 电场
流方向同
带正电荷的空穴
电子电流 极性相反
电
空穴电流 运动方向相反
§1-1．半导体基础知识
4.本征半导体中载流子的浓
度 复合：运动中的电子重新被共价键束缚起来，电子空穴
§1-3．双极型晶体管
1.晶体管内部载流子的运动
1).发射结加正向电压，扩散运动形成发射极电流IE 2）扩散到基区的自由电子与孔穴的复合运动形成基 极电流IB 3）集电结加反向电压，漂移运动形成集电极电流IC
2、晶体管的电流分配关 系
IE=IEN+IEP=ICN+IBN+ICBO IC=ICN+ICBO IB==IIBBN，+-IIECPB-OICBO
§1-3．双极型晶体管
三、晶体管的共射特性曲 线
1.输出特性曲线
iC f (uCE ) IB常数
§1-3．双极型晶体管
1.输出特性曲 线
1）.截止区
uBE uon且uCE uBE IB 0
2）.放大区
u BE uon且uCE u BE iC IB , iC IB
4）.动态电阻rz 5）.温度系数α
§1-3．双极型晶体管
一、晶体管的结构及类 型双极型晶体管（BJT）又称晶体三极管、半导体三极管，简
称晶体管。
§1-3．双极型晶体管
一、晶体管的结构及类 型
晶体管的结构示 意图
构成：三个区、三个极、两 个结
晶体管的符 号
§1-3．双极型晶体管
二、晶体管的电流放大作 用

§1-3．双极型晶体管
3）定 义：
ICN IE
共基直流电流放大系数
IC IE ICBO
或
1
1
4）定 义：
iC i E
共基交流电流放大系数
容易证明：

§1-3．双极型晶体管
三、晶体管的共射特性曲 线
1.输入特性曲线
iB f (uBE ) uCE 常数
I集CB－O 射极反向截止电流 ICEO
2.交流参数
1）共射交流电流放大系 数β
iC iB UCE常数
2）共基交流电流放大
系数


iC
iE UCB常数
3）特征频率fF
1 fT
§1-3．双极型晶体管
3.极限参数
1）最大集电极耗散功率 PCM
2）最大集电极电流 ICM
3）极间反向击穿电 压集－基极反向击穿电压 U集CB－O 射极反向击穿电压 UCEO 射－基极反向击穿电压 UEBO
又：IE=IC+IB
§1-3．双极型晶体管
3、晶体管的共射电流放大系
数
1）定 义：
ICN IB
共射直流电流放大系数
IC IB (1 )ICBO IB ICEO
IC IB
2）定 义：
IE (1 )IB
iC i B
共射交流电流放大系数
容易证明：
2.结 构
原子结构
§1-1．半导体基础知识
晶体结构
原子 规则 排列 形成 共价键
§1-1．半导体基础知识
3.本征激发和两种载流 子 1）本征激发
共价键
T=0K
束缚价电子
无载流子
部分价电子
自由电子
光、热作用
摆脱共价键{
空穴
获得足够能量
空位—称
本征激发：指半导体在加热或光照作用下，产生电子—空穴
对的现象。
3）.饱和区
u BE uon且uCE u BE uCE iC ，iC IB
§1-3．双极型晶体管
四、晶体管的主要参数
1.直流参数
1）共射直流电流放大
系数
β IC ICEO IC
IB
IB
2）共基直流电流放大 系数
IC IE
3）极间反向电 流集－基极反向截止电流
多数载流子： 电子 少数载流子： 空穴
n>>p
§1-1．半导体基础知识
2.P型半导体 在本征半导体中掺
入少量三价元素原子， 称为空穴半导体或P型 半导体。
多数载流子：空穴 少数载流子：电子
p>>n
§1-1．半导体基础知识
三、PN结 将P型半导体与N型半导体制作在同一块
硅片上，在它们的交界面就形成PN结。
§1-1．半导体基础知识
3. PN结的电流方程
qu
i Is(e kT 1)
令: uT=kT/q 称温度电压当量
u
i Is(e UT 1)
T=300K时， uT=26mV
§1-1．半导体基础知识
4. PN结的伏安特性
u>0，正向特性:
u
u>>UT,指数特性 i Ise UT
u<0，反向特性: u<<-UT，i≈-Is
常用半导体器件
主要内容： §1-1．半导体基础知识 §1-2．半导体二极管 §1-3．双极型晶体管 §1-4．场效应管
§1-1．半导体基础知识
一、本征半导体 纯净的、具有晶体结构的半导体称为本征半导 体。
1.半导体 导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。 大多数半导体器件所用的主要材料是硅（Si）和锗（Ge）。
u < UBR ，击穿特性: 齐纳击穿、雪崩击穿
§1-1．半导体基础知识
4. PN结的电容效应 1）. 势垒电容（Cb)
§1-1．半导体基础知识
2）. 扩散电容 (Cd)
Cj=Cb+Cd
§1-2．半导体二极管
一、二极管的构成及类 型1.构 成
PN结+管壳+引 线
§1-2．半导体二极管
2.类型
特点： a)UGS ID
b) UDS↑→ID 3）增夹）断区：夹断后 （特UG点S<U：GS(off))
几乎不变（略
§1-4．场效应管
2.转移特性曲 线