《第1章 常用半导体器件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第1章 常用半导体器件（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、PPT模板下载：/moban/ 行业PPT模板：/hangye/ 节日PPT模板：/jieri/ PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/ PPT图表下载：/tubiao/ 优秀PPT下载：/xiazai/ PPT教程： /powerpoint/ Word教程： /word/ Excel教程：/excel/ 资料下载：/ziliao/ PPT课件下载：/kejian/ 范文下载：/fanwen/ 试卷下载：/shiti/ 教案下载：/jiaoan/ 字体下载：/ziti/ 第1章 常用半导体器件第第1 1章章 常用半导体器件常用半导体器件1.1 1.1 1.1 1.1
2、半导体和半导体和半导体和半导体和PNPNPNPN结结结结1.2 1.2 1.2 1.2 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管1.41.41.41.4 场效应管场效应管场效应管场效应管1.5 1.5 1.5 1.5 特殊二极管特殊二极管特殊二极管特殊二极管1.3 1.3 1.3 1.3 半导体三极管半导体三极管半导体三极管半导体三极管1.61.61.61.6实训实训实训实训本章要求：本章要求：本章要求：本章要求：1. 1. 了解了解了解了解N N型和型和型和型和P P型半导体结构型半导体结构型半导体结构型半导体结构2.理解理解理解理解PNPN结的形成及单向导电性结的形成及单向导电性结
3、的形成及单向导电性结的形成及单向导电性3.掌握二极管的伏安特性和三极管的放大作用掌握二极管的伏安特性和三极管的放大作用掌握二极管的伏安特性和三极管的放大作用掌握二极管的伏安特性和三极管的放大作用4.熟悉二极管和三极管的主要参数熟悉二极管和三极管的主要参数熟悉二极管和三极管的主要参数熟悉二极管和三极管的主要参数第第1 1章章 常用半导体器件常用半导体器件1.1.1 1.1.1 半导体的特性半导体的特性半导体的特性半导体的特性: :1. 1.自然界中的各种物质，按导电能力可划分为自然界中的各种物质，按导电能力可划分为自然界中的各种物质，按导电能力可划分为自然界中的各种物质，按导电能力可划分为导体导
4、体导体导体、绝绝绝绝缘体缘体缘体缘体和和和和半导体半导体半导体半导体三大类。半导体导电能力介于导体和绝缘三大类。半导体导电能力介于导体和绝缘三大类。半导体导电能力介于导体和绝缘三大类。半导体导电能力介于导体和绝缘体之间。体之间。体之间。体之间。半导体对温度敏感。半导体对温度敏感。半导体对温度敏感。半导体对温度敏感。半导体对光照敏感。半导体对光照敏感。半导体对光照敏感。半导体对光照敏感。半导体掺杂后导电能力剧增。半导体掺杂后导电能力剧增。半导体掺杂后导电能力剧增。半导体掺杂后导电能力剧增。1.1 1.1 半导体和半导体和PNPN结结2. 2.半导体共价键结构：半导体共价键结构：半导体共价键结构：
5、半导体共价键结构：在电子器件中，常用的半导体材料是在电子器件中，常用的半导体材料是在电子器件中，常用的半导体材料是在电子器件中，常用的半导体材料是硅（硅（硅（硅（SiSi）和和和和锗锗锗锗(Ge)(Ge)。完全纯净、结构完整的半导体晶体，称为完全纯净、结构完整的半导体晶体，称为完全纯净、结构完整的半导体晶体，称为完全纯净、结构完整的半导体晶体，称为“ “本征半导体本征半导体本征半导体本征半导体” ”。在共价键的束缚下，其原子在共价键的束缚下，其原子在共价键的束缚下，其原子在共价键的束缚下，其原子的最外层电子不像金属那样的最外层电子不像金属那样的最外层电子不像金属那样的最外层电子不像金属那样容易
6、挣脱出来而成为自由电容易挣脱出来而成为自由电容易挣脱出来而成为自由电容易挣脱出来而成为自由电子，在外界条件为热力学零子，在外界条件为热力学零子，在外界条件为热力学零子，在外界条件为热力学零度和无外界激发时，价电子度和无外界激发时，价电子度和无外界激发时，价电子度和无外界激发时，价电子不能自由移动，此时半导体不能自由移动，此时半导体不能自由移动，此时半导体不能自由移动，此时半导体是不导电的。是不导电的。是不导电的。是不导电的。自由电子和空穴都称为载流子。由于不断地本征激自由电子和空穴都称为载流子。由于不断地本征激自由电子和空穴都称为载流子。由于不断地本征激自由电子和空穴都称为载流子。由于不断地本
7、征激发，又不断地复合，在一定的温度或光照条件下达发，又不断地复合，在一定的温度或光照条件下达发，又不断地复合，在一定的温度或光照条件下达发，又不断地复合，在一定的温度或光照条件下达到动态平衡，这时半导体中的两种载流子数目保持到动态平衡，这时半导体中的两种载流子数目保持到动态平衡，这时半导体中的两种载流子数目保持到动态平衡，这时半导体中的两种载流子数目保持相对稳定。当温度越高、光照越强，半导体中的两相对稳定。当温度越高、光照越强，半导体中的两相对稳定。当温度越高、光照越强，半导体中的两相对稳定。当温度越高、光照越强，半导体中的两种载流子的数目越多，导电性能就越好。种载流子的数目越多，导电性能就越
8、好。种载流子的数目越多，导电性能就越好。种载流子的数目越多，导电性能就越好。3. 3.杂质半导体杂质半导体杂质半导体杂质半导体在本征半导体中有选择地掺入微量的其它元素，我们称在本征半导体中有选择地掺入微量的其它元素，我们称在本征半导体中有选择地掺入微量的其它元素，我们称在本征半导体中有选择地掺入微量的其它元素，我们称之为之为之为之为“ “杂质半导体杂质半导体杂质半导体杂质半导体” ”，掺杂后半导体的导电能力显著增，掺杂后半导体的导电能力显著增，掺杂后半导体的导电能力显著增，掺杂后半导体的导电能力显著增加。加。加。加。N N型半导体型半导体型半导体型半导体P P型半导体型半导体型半导体型半导体1
9、.1.2 PN1.1.2 PN结结结结1.PN1.PN结的形成结的形成结的形成结的形成自由电子和空穴都要从各自浓度高的区域向浓度低的区自由电子和空穴都要从各自浓度高的区域向浓度低的区自由电子和空穴都要从各自浓度高的区域向浓度低的区自由电子和空穴都要从各自浓度高的区域向浓度低的区域扩散，在域扩散，在域扩散，在域扩散，在N N型半导体和型半导体和型半导体和型半导体和P P型半导体的交界面两侧形型半导体的交界面两侧形型半导体的交界面两侧形型半导体的交界面两侧形成了一个很薄的区域通常称为成了一个很薄的区域通常称为成了一个很薄的区域通常称为成了一个很薄的区域通常称为 “ “空间电荷区空间电荷区空间电荷区
10、空间电荷区” ”，也，也，也，也称之为称之为称之为称之为“ “PNPN” ”结结结结。正负空间电荷在交界面形成一个电场，称为正负空间电荷在交界面形成一个电场，称为正负空间电荷在交界面形成一个电场，称为正负空间电荷在交界面形成一个电场，称为内电场内电场内电场内电场，其，其，其，其方向是方向是方向是方向是从从从从N N区指向区指向区指向区指向P P区区区区。2.PN2.PN结的单向导电性结的单向导电性结的单向导电性结的单向导电性在在在在PNPN结两端外加电压，称为给结两端外加电压，称为给结两端外加电压，称为给结两端外加电压，称为给PNPN结以偏置电压。结以偏置电压。结以偏置电压。结以偏置电压。（1
11、 1）PNPN结加正向电压（正向偏置）结加正向电压（正向偏置）结加正向电压（正向偏置）结加正向电压（正向偏置）多数载流子的扩散运动得到加强，形成较大的正向电流。多数载流子的扩散运动得到加强，形成较大的正向电流。多数载流子的扩散运动得到加强，形成较大的正向电流。多数载流子的扩散运动得到加强，形成较大的正向电流。电流的实际方向从电流的实际方向从电流的实际方向从电流的实际方向从P P区流向区流向区流向区流向N N区。这时区。这时区。这时区。这时PNPN结处于正向导通结处于正向导通结处于正向导通结处于正向导通状态。状态。状态。状态。（2 2）PNPN结加反向电压（反向偏置）结加反向电压（反向偏置）结加
12、反向电压（反向偏置）结加反向电压（反向偏置）多数载流子的扩散运动得到加强，形成较大的正向电流。多数载流子的扩散运动得到加强，形成较大的正向电流。多数载流子的扩散运动得到加强，形成较大的正向电流。多数载流子的扩散运动得到加强，形成较大的正向电流。电流的实际方向从电流的实际方向从电流的实际方向从电流的实际方向从P P区流向区流向区流向区流向N N区。这时区。这时区。这时区。这时PNPN结处于正向导结处于正向导结处于正向导结处于正向导通状态。通状态。通状态。通状态。只有少数载流子的漂流运动被增强而形成很微弱的电流，只有少数载流子的漂流运动被增强而形成很微弱的电流，只有少数载流子的漂流运动被增强而形成
13、很微弱的电流，只有少数载流子的漂流运动被增强而形成很微弱的电流，称为称为称为称为反向电流反向电流反向电流反向电流。此时此时此时此时PNPN结呈现的电阻很高。结呈现的电阻很高。结呈现的电阻很高。结呈现的电阻很高。综上所述，在综上所述，在综上所述，在综上所述，在PNPN结上加正向电压时，结上加正向电压时，结上加正向电压时，结上加正向电压时，PNPN结电阻很小，结电阻很小，结电阻很小，结电阻很小，正向电流很大，正向电流很大，正向电流很大，正向电流很大，PNPN结处于导通状态；在结处于导通状态；在结处于导通状态；在结处于导通状态；在PNPN结上加反向结上加反向结上加反向结上加反向电压时，电压时，电压时
14、，电压时，PNPN结电阻很大，反向电流很微小，结电阻很大，反向电流很微小，结电阻很大，反向电流很微小，结电阻很大，反向电流很微小，PNPN结处于结处于结处于结处于截止状态。可见，截止状态。可见，截止状态。可见，截止状态。可见，PNPN结具有单向导电性。结具有单向导电性。结具有单向导电性。结具有单向导电性。1.2.11.2.1半导体二极管的基本结构与类型半导体二极管的基本结构与类型半导体二极管的基本结构与类型半导体二极管的基本结构与类型半导体二极管是由一个半导体二极管是由一个半导体二极管是由一个半导体二极管是由一个PNPN结组成，在结组成，在结组成，在结组成，在P P型区和型区和型区和型区和N
15、N型区两型区两型区两型区两侧各接上电极引线，再用管壳封装。侧各接上电极引线，再用管壳封装。侧各接上电极引线，再用管壳封装。侧各接上电极引线，再用管壳封装。在电路中，常用普通二极管下图所示符号表示在电路中，常用普通二极管下图所示符号表示在电路中，常用普通二极管下图所示符号表示在电路中，常用普通二极管下图所示符号表示1.2 1.2 半导体二极管半导体二极管半导体二极管的种类很多，按半导体材料的不同，可半导体二极管的种类很多，按半导体材料的不同，可半导体二极管的种类很多，按半导体材料的不同，可半导体二极管的种类很多，按半导体材料的不同，可分为硅二极管和锗二极管等；按用途的不同，可分为分为硅二极管和锗
16、二极管等；按用途的不同，可分为分为硅二极管和锗二极管等；按用途的不同，可分为分为硅二极管和锗二极管等；按用途的不同，可分为整流二极管、稳压二极管、开关二极管、发光二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、发光二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、发光二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、发光二极管、光电二极管、变容二极管等；按内部结构的不同，可光电二极管、变容二极管等；按内部结构的不同，可光电二极管、变容二极管等；按内部结构的不同，可光电二极管、变容二极管等；按内部结构的不同，可分为点接触型和面接触型两类。分为点接触型和面接触型两类。分为点接触型和面接触型两类。分为点接触型和面接
17、触型两类。1.2.21.2.2半导体二极管的伏安特性半导体二极管的伏安特性半导体二极管的伏安特性半导体二极管的伏安特性二极管的伏安特性是指通过二极管的电流与其两端电压二极管的伏安特性是指通过二极管的电流与其两端电压二极管的伏安特性是指通过二极管的电流与其两端电压二极管的伏安特性是指通过二极管的电流与其两端电压之间的关系。之间的关系。之间的关系。之间的关系。1 1正向特性正向特性正向特性正向特性正向特性指二极管两端外加正向电压，正向特性指二极管两端外加正向电压，正向特性指二极管两端外加正向电压，正向特性指二极管两端外加正向电压，硅管硅管硅管硅管的正向导通的正向导通的正向导通的正向导通压降约为压降
18、约为压降约为压降约为0.60.60.7V0.7V，锗管锗管锗管锗管约为约为约为约为0.20.20.3V0.3V。2 2反向特性反向特性反向特性反向特性反向特性指二极管两端外加反向电压，当外加反向电反向特性指二极管两端外加反向电压，当外加反向电反向特性指二极管两端外加反向电压，当外加反向电反向特性指二极管两端外加反向电压，当外加反向电压增加到一定值时反向电流突然增大，这种现象称为压增加到一定值时反向电流突然增大，这种现象称为压增加到一定值时反向电流突然增大，这种现象称为压增加到一定值时反向电流突然增大，这种现象称为二极管的反向击穿二极管的反向击穿二极管的反向击穿二极管的反向击穿，普通二极管不允许
19、在击穿状态下，普通二极管不允许在击穿状态下，普通二极管不允许在击穿状态下，普通二极管不允许在击穿状态下工作。工作。工作。工作。3 3温度对特性的影响温度对特性的影响温度对特性的影响温度对特性的影响正向特性曲线随温度升高向左移，正向电压减小；反正向特性曲线随温度升高向左移，正向电压减小；反正向特性曲线随温度升高向左移，正向电压减小；反正向特性曲线随温度升高向左移，正向电压减小；反向特性曲线下移，反向电流增大。向特性曲线下移，反向电流增大。向特性曲线下移，反向电流增大。向特性曲线下移，反向电流增大。1.2.31.2.3半导体二极管的主要参数半导体二极管的主要参数半导体二极管的主要参数半导体二极管的
20、主要参数1 1最大整流电流最大整流电流最大整流电流最大整流电流I IF F2 2最高反向工作电压最高反向工作电压最高反向工作电压最高反向工作电压U URMRM 3 3反向饱和电流反向饱和电流反向饱和电流反向饱和电流I IR R 4 4最高工作频率最高工作频率最高工作频率最高工作频率f f MM1.3.11.3.1基本结构基本结构基本结构基本结构半导体三极管由两个半导体三极管由两个半导体三极管由两个半导体三极管由两个PNPN结构成，根据结构成，根据结构成，根据结构成，根据PNPN结连接方法的结连接方法的结连接方法的结连接方法的不同，三极管分为不同，三极管分为不同，三极管分为不同，三极管分为NPN
21、NPN型和型和型和型和PNPPNP型两种，其结构及电路型两种，其结构及电路型两种，其结构及电路型两种，其结构及电路符号如图所示。符号如图所示。符号如图所示。符号如图所示。1.3 1.3 半导体三极管半导体三极管 1.3.21.3.2电流分配及放大原理电流分配及放大原理电流分配及放大原理电流分配及放大原理三极管实现放大作用的外部条件是发射结正向偏置，集三极管实现放大作用的外部条件是发射结正向偏置，集三极管实现放大作用的外部条件是发射结正向偏置，集三极管实现放大作用的外部条件是发射结正向偏置，集电结反向偏置。电结反向偏置。电结反向偏置。电结反向偏置。N NPNPN型和型和型和型和P PNPNP型三
22、极管的工作原理相似，型三极管的工作原理相似，型三极管的工作原理相似，型三极管的工作原理相似，不同之处仅在于使用时工作电流的极性相反。不同之处仅在于使用时工作电流的极性相反。不同之处仅在于使用时工作电流的极性相反。不同之处仅在于使用时工作电流的极性相反。 如图所示为一如图所示为一如图所示为一如图所示为一N NPNPN型三极管电流放大实验电路。电源型三极管电流放大实验电路。电源型三极管电流放大实验电路。电源型三极管电流放大实验电路。电源U UBBBB使发射结正向偏移，而电源使发射结正向偏移，而电源使发射结正向偏移，而电源使发射结正向偏移，而电源U UCCCCUUBBBB, ,使得集电结反向偏使得集
23、电结反向偏使得集电结反向偏使得集电结反向偏置，这使得三极管具有电流放大作用。置，这使得三极管具有电流放大作用。置，这使得三极管具有电流放大作用。置，这使得三极管具有电流放大作用。该放大电路有两个回路，该放大电路有两个回路，该放大电路有两个回路，该放大电路有两个回路，左边为输入回路，右边为左边为输入回路，右边为左边为输入回路，右边为左边为输入回路，右边为输出回路；两个回路是以输出回路；两个回路是以输出回路；两个回路是以输出回路；两个回路是以三极管的发射极为公共端三极管的发射极为公共端三极管的发射极为公共端三极管的发射极为公共端的，这种接法称为共发射的，这种接法称为共发射的，这种接法称为共发射的，
24、这种接法称为共发射极接法。极接法。极接法。极接法。 1.3.31.3.3特性曲线特性曲线特性曲线特性曲线三极管特性测试电路如图三极管特性测试电路如图三极管特性测试电路如图三极管特性测试电路如图1-161-16所示，它分为输入回路和所示，它分为输入回路和所示，它分为输入回路和所示，它分为输入回路和输出回路。调节电路中的输出回路。调节电路中的输出回路。调节电路中的输出回路。调节电路中的U UBBBB和和和和U UCCCC，便可测得三极管的，便可测得三极管的，便可测得三极管的，便可测得三极管的特性曲线。特性曲线。特性曲线。特性曲线。图图图图1-161-161. 1.输入特性曲线输入特性曲线输入特性曲
25、线输入特性曲线2. 2.输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线常数通常把三极管的输出特性曲通常把三极管的输出特性曲通常把三极管的输出特性曲通常把三极管的输出特性曲线分为三个工作区，即线分为三个工作区，即线分为三个工作区，即线分为三个工作区，即放大放大放大放大区、截止区、饱和区。区、截止区、饱和区。区、截止区、饱和区。区、截止区、饱和区。（1 1）放大区）放大区）放大区）放大区 输出特性曲线的中间部分输出特性曲线的中间部分输出特性曲线的中间部分输出特性曲线的中间部分称为放大区。三极管工作称为放大区。三极管工作称为放大区。三极管工作称为放大区。三极管工作于放大区时，于放大区时，于放大区时
26、，于放大区时，I IC C IIB B ，I IC C与与与与I IB B基本上成正比关系，基本上成正比关系，基本上成正比关系，基本上成正比关系，I IC C的大小几乎与的大小几乎与的大小几乎与的大小几乎与U UCECE无关。无关。无关。无关。此时，三极管的发射结处此时，三极管的发射结处此时，三极管的发射结处此时，三极管的发射结处于正向偏置，集电结处于于正向偏置，集电结处于于正向偏置，集电结处于于正向偏置，集电结处于反向偏置。反向偏置。反向偏置。反向偏置。 2. 2.输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线常数（2 2）截止区）截止区）截止区）截止区 I IB B 0 0曲线的以下的区
27、域称曲线的以下的区域称曲线的以下的区域称曲线的以下的区域称为截止区。三极管工作于为截止区。三极管工作于为截止区。三极管工作于为截止区。三极管工作于截止区时，截止区时，截止区时，截止区时，I IC C00，三极管，三极管，三极管，三极管的的的的c c、e e极之间相当于一个极之间相当于一个极之间相当于一个极之间相当于一个断开的开关。对断开的开关。对断开的开关。对断开的开关。对N NPNPN型硅管，型硅管，型硅管，型硅管，U UBEBE0.5V0.5V时即已开始截止，时即已开始截止，时即已开始截止，时即已开始截止，但为了可靠截止，通常使但为了可靠截止，通常使但为了可靠截止，通常使但为了可靠截止，通
28、常使U UBEBE0V0V。因此工作于截。因此工作于截。因此工作于截。因此工作于截止区的外部条件是三极管止区的外部条件是三极管止区的外部条件是三极管止区的外部条件是三极管的发射结和集电结都处于的发射结和集电结都处于的发射结和集电结都处于的发射结和集电结都处于反向偏置。反向偏置。反向偏置。反向偏置。2. 2.输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线常数（3 3）饱和区）饱和区）饱和区）饱和区 在输出特性曲线上，靠近纵在输出特性曲线上，靠近纵在输出特性曲线上，靠近纵在输出特性曲线上，靠近纵轴且轴且轴且轴且I IC C趋于直线上升部分为趋于直线上升部分为趋于直线上升部分为趋于直线上升部分为饱
29、和区。在该区域，三极管饱和区。在该区域，三极管饱和区。在该区域，三极管饱和区。在该区域，三极管失去放大作用，其特点是：失去放大作用，其特点是：失去放大作用，其特点是：失去放大作用，其特点是：I IC C I IB B ，I IC C与与与与I IB B之间不成正之间不成正之间不成正之间不成正比关系，比关系，比关系，比关系，U UBEBEU UCECE 。三极管。三极管。三极管。三极管工作于饱和区的外部条件是工作于饱和区的外部条件是工作于饱和区的外部条件是工作于饱和区的外部条件是三极管的发射结和集电结都三极管的发射结和集电结都三极管的发射结和集电结都三极管的发射结和集电结都处于正向偏置。饱和时的
30、处于正向偏置。饱和时的处于正向偏置。饱和时的处于正向偏置。饱和时的U UCECE值称为饱和压降，用值称为饱和压降，用值称为饱和压降，用值称为饱和压降，用U UCESCES来来来来表示。一般情况下，小功率表示。一般情况下，小功率表示。一般情况下，小功率表示。一般情况下，小功率硅管的饱和压降约为硅管的饱和压降约为硅管的饱和压降约为硅管的饱和压降约为0.3V0.3V，锗管约为锗管约为锗管约为锗管约为0.1V0.1V。 1.3.41.3.4主要参数及温度的影响主要参数及温度的影响主要参数及温度的影响主要参数及温度的影响1 1主要参数主要参数主要参数主要参数（1 1）共射极电流放大系数共射极电流放大系数
31、共射极电流放大系数共射极电流放大系数 电流放大系数是三极管的重要参数，用于衡量三极管的电流放大系数是三极管的重要参数，用于衡量三极管的电流放大系数是三极管的重要参数，用于衡量三极管的电流放大系数是三极管的重要参数，用于衡量三极管的电流放大能力。电流放大能力。电流放大能力。电流放大能力。（2 2）集电极集电极集电极集电极基极反向饱和电流基极反向饱和电流基极反向饱和电流基极反向饱和电流 I ICBOCBO I ICBOCBO是指发射极开路，集电结加上一定的反向电压时的是指发射极开路，集电结加上一定的反向电压时的是指发射极开路，集电结加上一定的反向电压时的是指发射极开路，集电结加上一定的反向电压时的
32、反向电流。反向电流。反向电流。反向电流。（3 3）穿透电流穿透电流穿透电流穿透电流I ICEO CEO I ICEOCEO是指基极开路时，集电结反偏和发射结正偏时的集是指基极开路时，集电结反偏和发射结正偏时的集是指基极开路时，集电结反偏和发射结正偏时的集是指基极开路时，集电结反偏和发射结正偏时的集电极电流。电极电流。电极电流。电极电流。ICEO（1）ICBO 三极管的主要极限参数有：三极管的主要极限参数有：三极管的主要极限参数有：三极管的主要极限参数有：（1 1）集电极最大允许电流）集电极最大允许电流）集电极最大允许电流）集电极最大允许电流ICM 一般以一般以一般以一般以 下降到其正常值的下降
33、到其正常值的下降到其正常值的下降到其正常值的2/32/3时所对应的集电极电流，时所对应的集电极电流，时所对应的集电极电流，时所对应的集电极电流，称为集电极最大允许电流称为集电极最大允许电流 ICM （2）集电极集电极发射极反向击穿电压发射极反向击穿电压U（BR）CEO U（BR）CEO是指当基极开路时，集电极与发射极之间的反是指当基极开路时，集电极与发射极之间的反向击穿电压。向击穿电压。 （3）集电极最大允许）集电极最大允许功率损耗功率损耗PCMPCM是指三极管正常工是指三极管正常工作时最大允许消耗的功作时最大允许消耗的功率。率。 2 2温度对三极管的特性及参数的影响温度对三极管的特性及参数的
34、影响温度对三极管的特性及参数的影响温度对三极管的特性及参数的影响 （1）温度对）温度对UBE的影响：当温度升高时，三极管的输入的影响：当温度升高时，三极管的输入特性曲线向左移，在特性曲线向左移，在IB相同的条件下，相同的条件下，UBE将会减小将会减小。2 2温度对三极管的特性及参数的影响温度对三极管的特性及参数的影响温度对三极管的特性及参数的影响温度对三极管的特性及参数的影响 （2）温度对）温度对ICBO的影响：当温度升高时的影响：当温度升高时，ICBO及及ICEO会增大，从而使三极管的输出特性曲线上移。（3 3）温度对）温度对）温度对）温度对 的的的的影响：当温度升高影响：当温度升高影响：当
35、温度升高影响：当温度升高时，输出特性曲线时，输出特性曲线时，输出特性曲线时，输出特性曲线的间距增大，三极的间距增大，三极的间距增大，三极的间距增大，三极管的管的管的管的 值增加，温值增加，温值增加，温值增加，温度每升高度每升高度每升高度每升高11， 值就增加值就增加值就增加值就增加0.5%0.5%1% 1% 。1.4.11.4.1结型场效应管的结构及工作原理结型场效应管的结构及工作原理结型场效应管的结构及工作原理结型场效应管的结构及工作原理（1 1）结构）结构）结构）结构N N沟道增强型绝缘栅场效应管的内部结构如图沟道增强型绝缘栅场效应管的内部结构如图沟道增强型绝缘栅场效应管的内部结构如图沟道
36、增强型绝缘栅场效应管的内部结构如图1-221-22（a a）所示。所示。所示。所示。N N沟道结型场效应图沟道结型场效应图沟道结型场效应图沟道结型场效应图1-221-22（b b）所示，）所示，）所示，）所示，P P沟道结型沟道结型沟道结型沟道结型场效应管，如图场效应管，如图场效应管，如图场效应管，如图1-221-22（c c）所示。）所示。）所示。）所示。1.4 1.4 场效应管场效应管 图图图图1-221-22图图图图1-221-22图图图图1-221-22（2 2）工作原理）工作原理）工作原理）工作原理N N沟道结型场效应管接成如图所示。沟道结型场效应管接成如图所示。沟道结型场效应管接成
37、如图所示。沟道结型场效应管接成如图所示。通过栅源间反偏电压的变化实现对漏极电流的控制作用。通过栅源间反偏电压的变化实现对漏极电流的控制作用。通过栅源间反偏电压的变化实现对漏极电流的控制作用。通过栅源间反偏电压的变化实现对漏极电流的控制作用。当当UGS0时时，如图（如图（a）所示。）所示。PN结不承受反向电压，此结不承受反向电压，此时漏极电流最大，称之为漏极饱和电流时漏极电流最大，称之为漏极饱和电流IDSS 。当当UGS0时，时，如图（如图（b）所示。）所示。PN结承受反向电压，此时，耗尽层变宽，结承受反向电压，此时，耗尽层变宽，导电沟道变窄，漏极电流变小。栅源极间的负电压导电沟道变窄，漏极电流
38、变小。栅源极间的负电压UGS越越大，耗尽层越宽，导电沟道越窄，漏极电流越小。图大，耗尽层越宽，导电沟道越窄，漏极电流越小。图（c）为栅源极间的负电压）为栅源极间的负电压UGS大到某一定程度时，两边大到某一定程度时，两边的耗尽层相遇，导电沟道被夹断，漏极电子流趋向于零，的耗尽层相遇，导电沟道被夹断，漏极电子流趋向于零，此时的栅源间电压称为夹断电压，用此时的栅源间电压称为夹断电压，用UGS（off)表示。表示。2. 2.结型场效应管的特性曲线结型场效应管的特性曲线结型场效应管的特性曲线结型场效应管的特性曲线（1 1）转移特性曲线）转移特性曲线）转移特性曲线）转移特性曲线转移特性曲线指漏源电压转移特
39、性曲线指漏源电压转移特性曲线指漏源电压转移特性曲线指漏源电压U UDSDS一定时，栅源电压一定时，栅源电压一定时，栅源电压一定时，栅源电压UGS对漏对漏电极电流电极电流ID的控制关系曲线。的控制关系曲线。（2 2）输出特性曲线）输出特性曲线）输出特性曲线）输出特性曲线 输出特性曲线指栅源电压输出特性曲线指栅源电压输出特性曲线指栅源电压输出特性曲线指栅源电压U UGSGS 一定时，一定时，一定时，一定时，漏电极电流漏电极电流ID与与漏源电压漏源电压漏源电压漏源电压U UDSDS之间的关系。之间的关系。3. 3.结型场效应管的主要参数结型场效应管的主要参数结型场效应管的主要参数结型场效应管的主要参
40、数（1）夹断电压夹断电压UGS（off）（2）饱和漏电流）饱和漏电流IDSS（3）漏源击穿电压漏源击穿电压U（BR）DS （4）直流输入电阻）直流输入电阻RGS（5）低频跨导）低频跨导g gm m（6）最大耗散功率最大耗散功率PDM 1.4.21.4.2绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管（1 1）结构及符号）结构及符号）结构及符号）结构及符号N N沟道增强型绝缘栅场效应管的结构如图沟道增强型绝缘栅场效应管的结构如图沟道增强型绝缘栅场效应管的结构如图沟道增强型绝缘栅场效应管的结构如图1-261-26（a a）所示。）所示。）所示。）所示。1-261-26（b b）所示为）所
41、示为）所示为）所示为N N沟道增强型沟道增强型沟道增强型沟道增强型MOSMOS管的符号，箭头方向管的符号，箭头方向管的符号，箭头方向管的符号，箭头方向表示衬底与沟道间是由表示衬底与沟道间是由表示衬底与沟道间是由表示衬底与沟道间是由P P指向指向指向指向N N，即可识别出该管是即可识别出该管是即可识别出该管是即可识别出该管是N N沟道，沟道，沟道，沟道，1-261-26（c c）为为为为P P沟道增强型沟道增强型沟道增强型沟道增强型MOSMOS管的符号，箭管的符号，箭管的符号，箭管的符号，箭头方向与图头方向与图头方向与图头方向与图1-1-2626（b b）相反。）相反。）相反。）相反。当当当当U
42、 UGSGS0 0时，由于时，由于时，由于时，由于U UDSDS为正向电压，漏极与衬底之间的为正向电压，漏极与衬底之间的为正向电压，漏极与衬底之间的为正向电压，漏极与衬底之间的PNPN结反向偏置，则漏极电流结反向偏置，则漏极电流结反向偏置，则漏极电流结反向偏置，则漏极电流I ID D0 0。当当当当U UGSGS0 0时，栅极与衬底之间产生了一个垂直于二氧化时，栅极与衬底之间产生了一个垂直于二氧化时，栅极与衬底之间产生了一个垂直于二氧化时，栅极与衬底之间产生了一个垂直于二氧化硅薄层、由栅极硅薄层、由栅极硅薄层、由栅极硅薄层、由栅极g g指向衬底的电场。这个电场的作用是指向衬底的电场。这个电场的
43、作用是指向衬底的电场。这个电场的作用是指向衬底的电场。这个电场的作用是排斥栅极附近排斥栅极附近排斥栅极附近排斥栅极附近P P型衬底中的空穴而吸引电子。当型衬底中的空穴而吸引电子。当型衬底中的空穴而吸引电子。当型衬底中的空穴而吸引电子。当U UGSGS增大增大增大增大到一定程度，在二氧化硅绝缘层与到一定程度，在二氧化硅绝缘层与到一定程度，在二氧化硅绝缘层与到一定程度，在二氧化硅绝缘层与P P型衬底的交界面附型衬底的交界面附型衬底的交界面附型衬底的交界面附近积累了较多的电子，形成了近积累了较多的电子，形成了近积累了较多的电子，形成了近积累了较多的电子，形成了N N型薄层，称之为反型层。型薄层，称之
44、为反型层。型薄层，称之为反型层。型薄层，称之为反型层。这个电子薄层成为漏极与源极之间的导电沟道。当加上这个电子薄层成为漏极与源极之间的导电沟道。当加上这个电子薄层成为漏极与源极之间的导电沟道。当加上这个电子薄层成为漏极与源极之间的导电沟道。当加上漏源电压漏源电压漏源电压漏源电压U UDSDS之后，就会有漏极电流之后，就会有漏极电流之后，就会有漏极电流之后，就会有漏极电流I ID D通过沟道。通常将通过沟道。通常将通过沟道。通常将通过沟道。通常将刚出现漏极电流刚出现漏极电流刚出现漏极电流刚出现漏极电流I ID D时所对应的栅源电压称为开启电压，时所对应的栅源电压称为开启电压，时所对应的栅源电压称
45、为开启电压，时所对应的栅源电压称为开启电压，用用用用U UGSGS（thth）表示。表示。表示。表示。当当当当U UGSGSU UGSGS（thth）时，随着时，随着时，随着时，随着U UGSGS增大，导电沟道变宽、沟增大，导电沟道变宽、沟增大，导电沟道变宽、沟增大，导电沟道变宽、沟道电阻减小、道电阻减小、道电阻减小、道电阻减小、I ID D增大。由此可利用增大。由此可利用增大。由此可利用增大。由此可利用U UGSGS对对对对I ID D进行控制进行控制进行控制进行控制。 （3 3）特殊曲线）特殊曲线）特殊曲线）特殊曲线N沟道耗尽型绝缘栅场效应管的转移特性曲线如图沟道耗尽型绝缘栅场效应管的转移
46、特性曲线如图1-30（a）所示。其输出特性曲线如图所示。其输出特性曲线如图1-30（b）所示。这所示。这种管子的种管子的UGS不论是正、负或零，都可以控制不论是正、负或零，都可以控制ID，这是耗这是耗尽型绝缘栅场效应管的一个重要特点。尽型绝缘栅场效应管的一个重要特点。3. 3.绝缘栅场效应管的主要参数绝缘栅场效应管的主要参数绝缘栅场效应管的主要参数绝缘栅场效应管的主要参数（1 1）开启电压或夹断电压）开启电压或夹断电压）开启电压或夹断电压）开启电压或夹断电压（2 2）饱和漏电流）饱和漏电流）饱和漏电流）饱和漏电流（3 3）低频跨导）低频跨导）低频跨导）低频跨导（4 4）漏源击穿电压）漏源击穿电
47、压）漏源击穿电压）漏源击穿电压（5 5）最大耗散功率）最大耗散功率）最大耗散功率）最大耗散功率 1.5.11.5.1稳压二极管稳压二极管稳压二极管稳压二极管除了前面已讨论的普通二极管外，还有一些特殊用途的除了前面已讨论的普通二极管外，还有一些特殊用途的除了前面已讨论的普通二极管外，还有一些特殊用途的除了前面已讨论的普通二极管外，还有一些特殊用途的二极管，如稳压二极管、发光二极管、光电二极管等。二极管，如稳压二极管、发光二极管、光电二极管等。二极管，如稳压二极管、发光二极管、光电二极管等。二极管，如稳压二极管、发光二极管、光电二极管等。 稳压二极管简称稳压管，其结构与普通二极管相同，在稳压二极管
48、简称稳压管，其结构与普通二极管相同，在稳压二极管简称稳压管，其结构与普通二极管相同，在稳压二极管简称稳压管，其结构与普通二极管相同，在制造工艺上采取了适当的措施，使稳压管工作于反向击制造工艺上采取了适当的措施，使稳压管工作于反向击制造工艺上采取了适当的措施，使稳压管工作于反向击制造工艺上采取了适当的措施，使稳压管工作于反向击穿状态下。当稳压管在工作时，穿状态下。当稳压管在工作时，穿状态下。当稳压管在工作时，穿状态下。当稳压管在工作时， 微小的端电压变化会引微小的端电压变化会引微小的端电压变化会引微小的端电压变化会引起通过其中的电流的较大变化，利用这种特性把稳压管起通过其中的电流的较大变化，利用
49、这种特性把稳压管起通过其中的电流的较大变化，利用这种特性把稳压管起通过其中的电流的较大变化，利用这种特性把稳压管与适当的电阻配合，就能在电路中起到稳定电压的作用。与适当的电阻配合，就能在电路中起到稳定电压的作用。与适当的电阻配合，就能在电路中起到稳定电压的作用。与适当的电阻配合，就能在电路中起到稳定电压的作用。1.5 1.5 特殊二极管特殊二极管 1. 1.稳压二极管的伏安特性稳压二极管的伏安特性稳压二极管的伏安特性稳压二极管的伏安特性稳压二极管的伏安特性曲线如图稳压二极管的伏安特性曲线如图稳压二极管的伏安特性曲线如图稳压二极管的伏安特性曲线如图1-311-31（b b）所示。稳压二）所示。稳
50、压二）所示。稳压二）所示。稳压二极管的正向特性与普通二极管相同，其主要区别是稳压极管的正向特性与普通二极管相同，其主要区别是稳压极管的正向特性与普通二极管相同，其主要区别是稳压极管的正向特性与普通二极管相同，其主要区别是稳压二极管的反向特性曲线比普通二极管更陡。稳压二极管二极管的反向特性曲线比普通二极管更陡。稳压二极管二极管的反向特性曲线比普通二极管更陡。稳压二极管二极管的反向特性曲线比普通二极管更陡。稳压二极管的反向击穿电压为稳定工作电压，用的反向击穿电压为稳定工作电压，用的反向击穿电压为稳定工作电压，用的反向击穿电压为稳定工作电压，用UZ表示。表示。表示。表示。 2稳压二极管的主要参数稳压
51、二极管的主要参数（1）稳定工作电压）稳定工作电压UZ （2）稳定工作电流）稳定工作电流IZ （3）最大稳定电流）最大稳定电流IZmax（4）最大耗散功率）最大耗散功率PZm（5）动态电阻）动态电阻 1.5.21.5.2发光二极管与光电二极管发光二极管与光电二极管发光二极管与光电二极管发光二极管与光电二极管 1 1发光二极管发光二极管发光二极管发光二极管发光二极管与普通二极管相同，也是利用一个发光二极管与普通二极管相同，也是利用一个发光二极管与普通二极管相同，也是利用一个发光二极管与普通二极管相同，也是利用一个PNPN结制成。结制成。结制成。结制成。它也具有单向导电性，但在正向导通时能发光，它是
52、直它也具有单向导电性，但在正向导通时能发光，它是直它也具有单向导电性，但在正向导通时能发光，它是直它也具有单向导电性，但在正向导通时能发光，它是直接把电能转换为光能的器件。它的类型很多，有单色发接把电能转换为光能的器件。它的类型很多，有单色发接把电能转换为光能的器件。它的类型很多，有单色发接把电能转换为光能的器件。它的类型很多，有单色发光二极管、红外发光二极管、激光发光二极管等。光二极管、红外发光二极管、激光发光二极管等。光二极管、红外发光二极管、激光发光二极管等。光二极管、红外发光二极管、激光发光二极管等。2 2光电二极管光电二极管光电二极管光电二极管光电二极管与普通二极管相似，也是利用一个
53、光电二极管与普通二极管相似，也是利用一个光电二极管与普通二极管相似，也是利用一个光电二极管与普通二极管相似，也是利用一个PNPN结制成，结制成，结制成，结制成，但外形结构不同。普通二极管的但外形结构不同。普通二极管的但外形结构不同。普通二极管的但外形结构不同。普通二极管的PNPN结被封装在不透明的结被封装在不透明的结被封装在不透明的结被封装在不透明的管壳内，以避免外部光照的影响；而光电二极管的管壳管壳内，以避免外部光照的影响；而光电二极管的管壳管壳内，以避免外部光照的影响；而光电二极管的管壳管壳内，以避免外部光照的影响；而光电二极管的管壳上开有一个透明的窗口，使外部光线能透过该窗口照射上开有一个透明的窗口，使外部光线能透过该窗口照射上开有一个透明的窗口，使外部光线能透过该窗口照射上开有一个透明的窗口，使外部光线能透过该窗口照射到到到到PNPN结上。光电二极管的结构及电路符号如图结上。光电二极管的结构及电路符号如图结上。光电二极管的结构及电路符号如图结上。光电二极管的结构及电路符号如图1-1-3232（b b）所示。）所示。）所示。）所示。
