NO6半导体元件及其特性电子课件 电工电子技术

模块六,电工电子技术,模块三,电工电子技术,半导体元件及其特性,学习单元三,学习单元二,学习单元一,半导体的基础知识,半导体二极管,半导体三极管,模块导读,半导体元件是电子线路的核心元件，它们的基本结构、工作原理、特性及参数是学习电子技术和分析电子电路的基础，学习电子电路必须对半导体器件的工作原理和基本性能有一定的了解，有了这个基础，才能正确合理的使用半导体器件，理解和掌握各种电子电路的工作原理,。,半导体元件及其特性,自然界中不同的物质，由于其原子结,构不同，它们的导电能力也各不相同。根,据物质导电能力的强弱，可以把物质分为,导体、半导体和绝缘体。铜、银、铝等金属材料是很容易导电的，称为导体，导体的导电性能良好，电阻率很低，例如，铜的电阻率为,1.5710,-8,m,；陶瓷、塑料、玻璃、橡胶等材料却不容易导电，称为绝缘体，绝缘体的导电能力很差，电阻率很高，例如，橡胶的电阻率为,10,16,m，半导体的电阻率介于导体和绝缘体之间，比较典型的数值为10,-5,10,7,m，例如，纯锗在,室温时电阻率为0.47 m,。,学习单元一半导体的基础知识,引,言,一、半导体的特点,学习单元一半导体的基础知识,（,1,）半导体的电阻率对温度的反应很灵敏，其电阻率随温度的上升而明显下降,。,（,2,）半导体对光的反应也很灵敏，它的电阻率因光照的不同会发生改变，光照越强，电阻率越低，导电能力越强,。,（,3,）半导体的电阻率与其所含杂质的浓度有很大关系，这一点与导体及绝缘体截然不同,。,二、半导体的分类,学习单元一半导体的基础知识,1.本征半导体,把半导体材料硅（Si）或锗（Ge）等提炼成单晶体，经提炼后成为单晶体的硅和锗内部原子按一定规律整齐地排列，每个原子之间的距离很小并且相等，这种非常纯净不含任何杂质且晶,体结构排列整齐的半导体称为本征半导体,。,二、半导体的分类,学习单元一半导体的基础知识,2.杂质半导体,1,）,P型半导体,2）,N型半导体,学习单元一半导体的基础知识,电子导电和空穴导电有什么区别？空穴导电是不是自由电子递补空穴所形成的？,提问：,二、半导体的分类,学习单元一半导体的基础知识,3.PN,结的形成与特性,如果在一块本征半导体的晶片上掺入不同的杂质，使一边成为P型半导体，另一边成为N型半导体，则在两种不同类型的,半导体交界面就会形成一个特,殊的导电薄层，称为PN结,。,二、半导体的分类,学习单元一半导体的基础知识,PN,结的形成,半导体二极管是由P型半导体和,N,型半导体结合而成的。二极管具有开关特性，具有单向导通的特征。二极管的正向特性被用于整流电路，二极管的反向特性被用于电子器件的保护。,一个,PN,结加上相应的外引线，然后用塑料、玻璃或铁皮等材料做外壳封装就做成了最简单的二极管。,学习单元二半导体二极管,引,言,二极管的结构和类型,学习单元二半导体二极管,1.二极管的结构,二极管的结构和符号,二极管的结构和类型,学习单元二半导体二极管,常见二极管的外形,二极管的结构和类型,学习单元二半导体二极管,2.二极管的分类,1）,点接触,型,2）,面接触,型,二极管的结构和类型,学习单元二半导体二极管,二极管的类型,二极管的结构和类型,学习单元二半导体二极管,3.二极管的伏安特性,1）,正向偏置,2）,反向偏置,3,）,反向击穿特性,二极管的结构和类型,学习单元二半导体二极管,4.二极管的主要参数,最大整流电流,I,FM,最大反向工作电压,U,RM,最高工作频率,f,M,最大反向电流,I,RM,1,）,2,）,4,）,3,）,二极管的结构和类型,学习单元二半导体二极管,5.二极管在实际电路中的应用,4）,元件保护,3）,限幅,2）,钳位,1）,整流,二极管的结构和类型,学习单元二半导体二极管,6.二极管的使用常识,1）二极管的选用原则,（1）,保证选用的二极管型号所对,应的参数能满,足实际电路,的要求,。,2）,一般情况下整流电路首选稳定性好的硅管，高频检波电路才选锗管,。,二极管的结构和类型,学习单元二半导体二极管,2）二极管引脚识别,二极管阳极、阴极一般在二极管的管壳上有识别标记，对于极性不明的二极管，可用万用表的电阻挡通过测量二极管的正反向电阻值来判别其阳极和阴极。一般采用万用表电阻挡的,R,1k,或,R100,挡,。,几种特殊用途的二极管,补充知识,学习单元一常用低压电器,1.稳压二极管,稳压管是一种用特殊工艺制造的面接触型硅二极管，实质也是一个半导体二极管，通常用字母,VS,表示,。,稳压管电路与符号,几种特殊用途的二极管,补充知识,学习单元一常用低压电器,2.发光二极管,发光二极管简称LED，是由镓（Ga）、砷（As）、磷（P）等化合物制成的,。,发光,二极管的符号,几种特殊用途的二极管,补充知识,学习单元一常用低压电器,3.光电二极管,光电二极管是利用半导体光敏特性制造的光接收器件，外壳是透明的玻璃,。,光电二极管的符号,学习单元一常用低压电器,课堂例题,如下图（,a,）、（,b,）所示，已知,u,i,=,30sin,t,V,，分别画出输出电压,u,0,的波形，二极管的压降忽略不计。,半导体三极管又称为晶体三极管,（简称三极管），也称为双极结型晶体管，由两个PN结和三个电极组成。这两个PN结工作时相互联系、相互影响，使三极管体现出完全不同于二极管的特性。在电子电路中既可作为放大元件，也可作为开关元件，应用非常广泛,。,学习单元三半导体二极管,引,言,学习单元三半导体二极管,一、三极管的结构与分类,1.三极管的结构,三极管的结构和符号,学习单元三半导体二极管,一、三极管的结构与分类,1.三极管的结构,常用三极管的外形,学习单元三半导体二极管,一、三极管的结构与分类,2.三极管的分类,（1）,硅管,依据制造材料,的不同,（2）,锗管,学习单元三半导体二极管,一、三极管的结构与分类,3.三极管的基本连接方式,三极管有三个极，在组成基本放大电路时有一个极作为输入端，一个极作为输出端，还有一个极作为输入、输出的公共端。其中发射极作为公共端的称为共发射极接法，基极作为作为公共端的称为共基极接法，集,电极作为公共端的称为共集电极接法,。,学习单元三半导体二极管,晶体管的发射极和集电极是否可以调换使用？,提问：,学习单元三半导体二极管,二、半导体三极管的工作原理和伏安特性,1.工作原理,三极管内部载流子运动规律,学习单元三半导体二极管,二、半导体三极管的工作原理和伏安特性,2.三极管的伏安特性曲线,1）输入特性 曲线,2）输出特性 曲线,学习单元三半导体二极管,二、半导体三极管的工作原理和伏安特性,三极管的特性曲线,学习单元三半导体二极管,讨论题,为什么三极管基区掺杂浓度小而且还做得很薄？,学习单元三半导体二极管,二、半导体三极管的工作原理和伏安特性,3.半导体三极管的主要参数,2）,1）,3）,极间反向电流,共发射极电流放大系数,极限参数。,学习单元三半导体二极管,课堂例题,用直流电压表测量某电路两只三极管的三个电极对地的电压分别如下图所示，试指出每只晶体管的c、b、e极,并说明它们是何种类型的管子,。,半导体元件及其特性,