第11章 常用半导体器件（课件）- 《电工电子技术与技能》同步教学（机工版·2018）

十一 常用半导体器件 半导体基础知识 一 半导体二极管 二 半导体晶体管 三 其他半导体器件 四 ‹#› ‹#› 一 了解半导体的基本知识，理解PN 结的单向导电性。 了解二极管的图形符号、文字符号、单向导电性能、主要参数，能用万用表进行简单的测量。 了解晶体管的结构、符号、特性和主要参数，能对常用晶体管进行识别和简单的测试。 能用万用表识别测量稳压二极管、发光二极管、光敏二极管、开关二极管、变容二极管和晶闸管，以了解其特点和应用。 学习目标 三 四 二 ‹#› ‹#› 11.1.1 半导体的导电方式 导体、半导体和绝缘体导电性能的差异，可按照内部运载电荷的粒子（载流子）的浓度不同加以说明。 11.1 半导体基础知识 一 三 四 二 11.1.2 N型半导体和P型半导体 1. N 型半导体 N 型半导体又称为电子型半导体，是在纯净半导体中掺入微量的五价元素（如磷元素）制成的。 2. P 型半导体 P 型半导体又称为空穴型半导体，是在纯净半导体中掺入微量的三价元素（如硼元素）制成的 ‹#› ‹#› 11.1.3 PN结及其单向导电性 1. PN 结的形成 PN 结如图11-1 所示。 一 三 四 二 11.1 半导体基础知识 ‹#› ‹#› 2. PN 结的单向导电性 PN 结加反向电压或反向偏置，如图11-3 所示。 一 三 四 二 11.1 半导体基础知识 ‹#› ‹#› 11.2.1 二极管的结构、符号和类型 1. 结构和符号 二极管图形符号如图11-4 所示，图形中箭头表示PN 结正向电流的方向。 11.2 半导体二极管 一 三 四 二 ‹#› ‹#› 2．二极管的类型 二极管根据制作材料的不同可分为硅管和锗管；按工艺可分为点接触型、面接触型和平面型，如图11-5 所示 一 三 四 二 11.2 半导体二极管 ‹#› ‹#› 11.2.2 二极管的伏安特性曲线 二极管的伏安特性曲线如图11-6 所示 一 三 四 二 11.2 半导体二极管 ‹#› ‹#› 11.3.1 晶体管的结构、符号和类型 1. 结构和符号 半导体晶体管的结构示意图及其图形符号如图11-7 所示 11.3 半导体晶体管 一 三 四 二 ‹#› ‹#› 晶体管的文字符号为VT，图形符号如图11-7b、d 所示，两种符号的区别在于发射极的箭头方向不同。几种常见的晶体管外形如图11-8 所示。 一 三 四 二 11.3 半导体晶体管 ‹#› ‹#› 11.3.2 晶体管的电流放大作用 1. 具有放大作用的条件 要使晶体管具有电流放大作用，必须给晶体管加上合适的工作电压。 2. 晶体管内电流的分配 如图11-9 所示为NPN 型晶体管共发射极电流测试电路。 一 三 四 二 11.3 半导体晶体管 ‹#› ‹#› 电位器RP 的作用是改变基极电流I B、集电极电流I C 和发射极电流I E 的大小。表11-1 列出了五组测量资料。 一 三 四 二 11.3 半导体晶体管 ‹#› ‹#› 11.3.3 晶体管的主要特性 图11-10 为晶体管特性测试电路。 一 三 四 二 11.3 半导体晶体管 ‹#› ‹#› 1. 输入特性曲线 输入特性曲线如图11-11 所示。 一 三 四 二 11.3 半导体晶体管 ‹#› ‹#› 2．输出特性曲线 晶体管的输出特性曲线是一个曲线族，如图11-12 所示。 一 三 四 二 11.3 半导体晶体管 ‹#› ‹#› 11.3.5 晶体管的识别和简易检测方法 1．晶体管的识别 目前晶体管的种类较多，封装形式不一，管脚也有多种排列形式。常见的几种晶体管管脚排列如图11-13 所示。 一 三 四 二 11.3 半导体晶体管 ‹#› ‹#› 11.4.1 半导体器件性能对比 其他半导体器件的种类见表11-2。 11.4 其他半导体器件 一 三 四 二 ‹#› ‹#› 11.4.2 晶闸管 1．晶闸管的结构和符号 常见的晶闸管有小型塑封型、螺栓型和平板型，如图11-14 所示。图11-15 所示是晶闸管的结构和图形符号。 一 三 四 二 11.4 其他半导体器件 ‹#› ‹#› 2．晶闸管的工作原理 （1）门极不加正向电压 当晶闸管阳极加上正向电压，门极不加电压时，晶闸管处于关断状态，此时称为正向阻断；当晶闸管阳极加上反向电压，门极不加电压时，晶闸管也处于关断状态，此时称为反向阻断。 （2）门极加正向电压 当晶闸管阳极加上正向电压，门极也加正向电压（即门极G 接电源的正极，阴极K 接电源的负极）时，晶闸管完全导通。 综合上述，晶闸管具有如下特点： 1）晶闸管具有正向和反向阻断能力 2）晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用。 一 三 四 二