2022-2023学年高二物理竞赛课件：常用半导体器件

常用半导体器件 常用半导体器件 1、半导体 2、半导体二极管 杂质半导体 N型半导体： P 型半导体： 自由电子 空穴 单向导电性 （1）主要特性：单向导电性 （3）会判断二极管的工作情况（导通还是截止）； （4） 二极管的动态等效。 （2）伏安特性：非线性曲线 是多数载流子 是多数载流子 多数载流子的浓度取决于掺入杂质的浓度 动态等效电阻： ‹#› 3、半导体稳压管 4、半导体三极管 （1）结构：特殊的二极管 （2）特性：稳压时工作在反向击穿区 （3）使用：加限流电阻 （1）结构：两个PN结 （2）特性：会判断管子所处工作状态（放大、截止、饱和） 处于三个工作区的条件、特性 （3）失真：饱和、截止失真的判别 （4）三极管管型、管脚、材料的判别 ‹#› 偏置条件 特点 放大区 发射结正偏，集电结反偏 IC=βIB 饱和区 发射结正偏，集电结正偏 UCE≈0 截止区 发射结反偏，集电结反偏 IB=IC ≈0 三极管各工作状态的偏置条件与特点： 失真的类型和原因： a) 静态工作点太低，信号增大时uo正半周先出现截止失真： c)如果Q设置合适，信号幅值过大也可产生饱和截止失真，减小信号幅值可消除失真。 b) 静态工作点太高，信号增大时uo负半周先出现饱和失真： 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 ‹#› (JFET) (MOSFET) 小输入电压控制大输出电流，热稳定性好，省电。 场效应管特点： 场效应管有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d），对应于晶体管的e、b、c；有三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区。 (FET) 5、场效应管 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 ‹#› 1、判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果填入空内。 (1)在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体;（ ） (2)因为N型半导体的多子是自由电子,所以它带负电;（ ） (3)PN结在无光照、无外加电压时,结电流为零;（ ） (4)处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。（ ） ‹#› 2、 选择合适答案填入空内。 （1）在本征半导体中加入 元素可形成N型半导体，加入 元素可形成P型半导体。 A. 五价 B. 四价 C. 三价 （2）当温度升高时，二极管的反向饱和电流将 。 A. 增大 B. 不变 C. 减小 （3）工作在放大区的某三极管, 如果当IB从12μA增大到22μA时, IC从1mA变为2mA, 那么它的β约为 。 A. 83 B. 91 C. 100 ‹#› 解：UA=2V，UB=－2V， UAB= UA－UB＝2－(－2)=4V， 二极管导通， UO3=0.7－2＝－1.3V UA=－2V，UB=2V， UAB= UA－UB＝－2－2=－4V， 二极管截止， UO6=－2V 例3：求UO3、UO6？ ‹#› 1. V＝2V、5V、10V时二极管中的直流电流各为多少？ V 较小时应实测伏安特性，用图解法求ID。 Q ID V＝5V时， V=10V时， uD=V-iDR 例4、交流微变等效电路 2. 若输入电压的有效值为5mV，则上述各种情况下二极管中 的交流电流各为多少？ ‹#› (1) V＝2V，ID≈2.6mA (2) V＝5V，ID≈ 8.6mA (3) V＝10V，ID≈ 50mA 在伏安特性上，Q点越高，二极管的动态电阻越小！ ‹#› 例5：测得工作在放大电路中几个晶体管三个电极的电位U1、U2、U3分别为： （1）U1=3.5V、U2=2.8V、　U3=12V （2）U1=3V、　U2=2.8V、　U3=12V （3）U1=6V、　U2=11.3V、　U3=12V （4）U1=6V、　U2=11.8V、　U3=12V 判断它们是NPN型还是PNP型？是硅管还是锗管？并确定e、b、c。 　　（1）U1 b、U2 e、U3 c NPN 硅 （2）U1 b、U2 e、U3 c NPN 锗 （3）U1 c、U2 b、U3 e PNP 硅 （4）U1 c、U2 b、U3 e PNP 锗 解： U1 U2 U3 ‹#› 接法 共射 共集 共基 Au 大 <1