广东省2022年电子工业出版社电工与电子技术基础（第三版）第四章 半导体器件课件

§4—3  §4—1 晶体二极管 §4—2  晶体三极管 场效应管 第四章 半导体器件 §4—1 晶体二极管 二极管在实际中的应用 第四章 半导体器件 一、二极管的结构和符号 二极管是由半导体材料硅（Si）、锗（Ge）及其化合物制成的器件。所谓半导体材料是指导电性能介于导体和绝缘体之间的物质，常见的有硅和锗。 二极管的结构和图形符号 a）二极管的结构 b）二极管的图形符号 第四章 半导体器件 二、二极管的工作特点及主要参数 1. 二极管的工作特点 （1）二极管的单向导电性 二极管的导电性能实验 a）二极管正向导通状态 b）二极管反向截止状态 第四章 半导体器件 （2）二极管的伏安特性曲线 正向电压很小的范围称为死区，相应的电压称为死区电压。使二极管开始导通的临界电压称为开启电压或门坎电压，通常用 Uon 表示，硅管的开启电压 Uon 约为 0.5 V，而锗管的开启电压 Uon 为 0.1～0.2 V。 二极管正向导通时，硅管的正向压降为 0.7 V 左右，锗管的正向压降为 0.3 V 左右。 二极管的伏安特性曲线 第四章 半导体器件 2. 二极管的主要参数 （1）最大整流电流 IFM 指二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。 （2）最高反向工作电压 URM 指二极管正常工作时所允许外加的最高反向电压。 （3）反向电流 IR 指在规定的反向电压（＜ UBR）和环境温度下的反向电流。 第四章 半导体器件 二极管的其他分类 三、二极管的分类 第四章 半导体器件 二极管的其他分类 第四章 半导体器件 §4—2 晶体三极管 扩音机实物及工作原理示意图 a）扩音机 b）扩音机工作原理示意图 第四章 半导体器件 一、三极管的结构和外观识别 1. 三极管的结构 三极管是一个三层结构、内部具有两个 PN 结的器件，它的中间层称为基区，基区的两边分别称为发射区和集电区，三极管的发射区和集电区是同类型的半导体，所以三极管有两种半导体类型。 第四章 半导体器件 三极管的结构和图形符号 a）NPN 型三极管结构和图形符号 b）PNP 型三极管结构和图形符号 第四章 半导体器件 2. 三极管的外观识别 常见三极管的引脚分布规律 第四章 半导体器件 常见三极管的引脚分布规律 第四章 半导体器件 二、三极管的分类 三极管的外形图 第四章 半导体器件 三、三极管的工作特点 1. 三极管的电流分配关系 根据基尔霍夫电流定律，三极管的发射极电流等于集电极电流与基极电流之和，即 IE = IC + IB。 由于基极电流很小，所以集电极电流与发射极电流近似相等，即 IC ≈ IE。 第四章 半导体器件 2. 三极管的电流放大作用 三极管集电极直流电流 IC 与相应的基极直流电流 IB 之间的比值几乎是固定不变的，称为共发射极直流电流放大系数， 三极管的电流分配关系 a）NPN 型 b）PNP 型 第四章 半导体器件 3. 三极管的伏安特性曲线 （1）输入特性曲线 三极管的输入特性是指基极电流 IB 与发射结电压 UBE 之间的关系。 三极管的输入特性曲线 第四章 半导体器件 （2）输出特性曲线 三极管的输出特性曲线是指集电极电流 IC 与电压 UCE 之间的关系。 三极管的输出特性曲线 第四章 半导体器件 四、三极管的主要参数 1. 共射电流放大系数 β β 值是表征三极管电流放大作用的最主要的参数，一般为 20～200，β 值太大时，工作性能不稳定，通常选用 β 值为 60～100。 第四章 半导体器件 2. 极限参数 （1）集电极最大允许电流 ICM 集电极电流过大时，三极管的 β 值要降低，一般规定 β 值下降到正常值的 2/3 时的集电极电流为最大允许电流。 （2）集电极—发射极反向击穿电压 U（BR）CEO 是指基极开路时，加在集电极和发射极之间的最大允许电压。 （3）集电极最大允许耗散功率 PCM PCM 小于1 W 的称为小功率管，大于 1 W 的称为大功率管。 第四章 半导体器件 §4—3 场效应管 一、结型场效应管 1. 结型场效应管的结构 结型场效应管有 N 沟道和 P 沟道两种，结构示意图和图形符号如图所示。 场效应管外形 结型场效应管的结构示意图和图形符号  a）N 沟道场效应管 b）P 沟道场效应管 第四章 半导体器件 2. 结型场效应管的电压控制作用 这种 UGS = 0，ID ≠ 0 的工作方式称为耗尽型。使导电沟道完全合拢所需要的栅源电压 UGS 称为夹断电压 UP。 栅源电压对沟道的控制作用 a）UGS = 0 b）UGS ＜ 0 第四章 半导体器件 二、绝缘栅型场效应管 绝缘栅型场效应管简称 MOSFET。 绝缘栅型场效应管图形符号 a）N 沟道场效应管图形符号 b）P 沟道场效应管图形符号 第四章 半导体