【正文】 電流基本與 u無關； 由此亦可說明 PN結具有單向導電性能 。少子漂移加強，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的反向電流 。 PN結 加上反向電壓、反向偏置的意思都是： P區(qū)加負、 N區(qū)加正電壓。 ? 空間電荷區(qū)中內電場阻礙 P中的空穴、N中的電子（ 都是多子 ）向對方運動（ 擴散運動 ），故空間電荷區(qū)又稱為阻擋層。 漂移運動 P型半導體 － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － N型半導體 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 擴散運動 內電場 E PN結處載流子的運動 內電場越強，就使漂移運動越強，而漂移使空間電荷區(qū)變薄 。這個空穴可能吸引束縛電子來填補，使得硼原子成為不能移動的帶負電的離子 。 本征半導體中是成對產生電子和空穴。 P 型半導體 ：空穴濃度大大增加的雜質半導體 ,也稱為（空穴半導體）。 空穴移動產生的電流。因此本征半導體的導電能力越強，溫度是影響半導體性能的一個重要的外部因素，這是半導體的一大特點。 空穴 。 形成共價鍵后，每個原子的最外層電子是八個，構成穩(wěn)定結構。 一、本征半導體的結構特點 第二章 半導體器件 (15) 完全純凈的、結構完整的半導體晶體，稱為 本征半導體 。比如： 當受外界熱和光的作用時，它的導電能力明顯變化。 半導體的基本知識 導體、半導體和絕緣體 自然界中很容易導電的物質稱為 導體 ，金屬一般都是導體。 特殊二極管 167。(11) 第二章 半導體器件 167。 雙極型晶體管（半導體三極管） 167。 有的物質幾乎不導電，稱為 絕緣體 ，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。（制作特殊器件） 往純凈的半導體中摻入某些雜質，會使它的導電能力明顯改變。 在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點陣，每個原子都處在正四面體的中心，而四個其它原子位于四面體的頂點，每個原子與其相臨的原子之間形成共價鍵 ，共用一對價電子。 共價鍵有很強的結合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。 同時共價鍵上留下一個空位，稱為 它們是不是 載流子？ 是 ！ (110) +4 +4 +4 +4 在其它力的作用下，空穴吸引臨近的電子來填補，這樣的結果相當于空穴的遷移，而空穴的遷移相當于正電荷的移動，因此可以認為空穴是載流子。 ? 本征半導體的導電能力取決于載流子的濃度。 溫度 第二章 半導體器件 (112) 雜質半導體 在本征半導體中摻入某些微量的雜質，就會使半導體的導電性能發(fā)生顯著變化。 第二章 半導體器件 (113) +4 +4 +5 +4 一、 N 型半導體 多余電子 磷原子 第二章 半導體器件 摻入少量的五價元素磷（或銻），必定多出一個電子，這個電子幾乎不受束縛，很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子就成了不能移動的帶 正電的離子 。 摻雜濃度遠大于本征半導體中載流子濃度，所以，自由電子濃度遠大于空穴濃度。 (116) 雜質半導體的示意表示法 P 型半導體 N 型半導體 － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 第二章 半導體器件 (117) 167。 第二章 半導體器件 (120) 漂移運動 P型半導體 － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － N型半導體 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 擴散運動 內電場 E PN結處載流子的運動 所以擴散和漂移這一對相反的運動最終達到平衡，相當于兩個區(qū)之間沒有電荷運動，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。 ? P 中的電子和 N中的空穴（ 都是少子 ），數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。 二、 PN結的特性 第二章 半導體器件 (124) PN結正向偏置 － － － － + + + + 內電場 外電場 變薄 P N + _ 內電場被削弱， 多子的擴散加強 能夠形成較大的 擴散電流 （ mA)， 認為 PN結導通。認為 PN結截止。 qkTUT ? 電子電量 玻爾茲曼常數(shù) (128) 當 PN結的反向電壓增大到一定值時，反向電流隨電壓數(shù)值的增加而急劇增大，稱為反向擊穿。 第二章 半導體器件 PN結高頻小信號時的等效電路 : 勢壘電容和擴散電容的綜合效應 rd (130) *５、 PN結溫度特性 當溫度升高時 ， PN結的反向電流增大 ，正向導通電壓減小 。 167。 第二章 半導體器件 2sio陽極 陰極 P型 (134) P N 符號 型號 字母 D表示 鍺 2AP* 2AK* 硅 2CP* 2CK* 第二章 半導體器件 (135) 1. （ 4） 第二章 半導體器件 ?半導體二極管的型號 (補充 ) ?國家標準對半導體器件型號的命名舉例如下： ? 2 A P 9 ? 用數(shù)字代表同類型器件的不同型號 ? 用字母代表器件的類型， P代表普通管 ? 用字母代表器件的材料， A代表 N型 Ge ? B代表 P型 Ge， C代表 N型 Si， D代表 N型 Si ? 2代表二極管 ， 3代表三極管 1. （ 4） P15表 (136) (137) 二極管的伏安特性 O uD /V iD /mA 正向特性 Uth 死區(qū) 電壓 iD = 0 Uth = V V (硅管 ) (鍺管 ) U ? Uth iD 急劇上升 0 ? U ? Uth UD = ( ? ) V 硅管取 V ( ? ) V 鍺管取 V 反向特性 IS U (BR) 反向擊穿 ︱ U(BR) ︱ ︱ U︱ 0 iD = IS ?A(硅 ) ；幾十 ?A (鍺 ) ︱ U ︱ ︱ U(BR) ︱ 反向電流急劇增大 (反向擊穿 ) 第二章 半導體器件 (138) 反向擊穿類型： 電擊穿 熱擊穿 反向擊穿原因 ： 齊納擊穿 ： 反向電場太強，將電子強行拉出共價鍵。 (擊穿電壓 6 V，正 溫度系數(shù) ) 擊穿電壓在 6 V 左右時，溫度系數(shù)趨近零。手冊上給出的最高反向工作電壓 VRWM一般是 VBR的一半。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要大幾十到幾百倍。 ( 5 ) 二極管的極間電容 同 PN結 第二章 半導體器件 (146) 例 1： 下圖電路中 ， 硅二極管 ， R = 2 k?， 分別用二極管理想模型和近似模型求出 VDD = 2 V 和 VDD = 10 V 時 IO 和 UO 的值 。 按理想模型有： O t ui / V 15 RL D1 D2 D3 D4 ui B A uO O t uO/ V 15 第二章 半導體器件 解 ： 正半周 負半周 (151) 例 5： 畫出 uo的波形 R RL ui uR uo t t t ui uR uo 第二章 半導體器件 (152) RL ui uo ui uo t t 例 6： 二極管半波整流。 + 第二章 半導體器件 工作條件： 反向擊穿 符號 (155) I UZ IZ IZmax IZmin (156) 特點： 1）工作于反向擊穿狀態(tài)。 3. 最大工作電流 IZM 最大耗散功率 PZM P ZM = UZ IZM 4. 動態(tài)電阻 rZ 越小穩(wěn)壓效果越好 。 mA25m a x ???LZWz RUIi102521 ???? RUiRu. zWi——方程 1 負載電阻 要求當輸入電壓由正常值發(fā)生 ?20%波動時，負載電壓基本不變。 雙級型晶體三極管 BJT的結構及類型 BJT的電流放大作用 BJT的特性曲線 BJT的主要參數(shù) 溫度對 BJT的特性及參數(shù)的影響 (Semiconductor Transistor) BJT的電路模型 167。 發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高，作用是發(fā)射載流子 167。 雙級型晶體三極管 (170) BJT的電流放大作用 1. 三極管放大的條件 內部 條件 發(fā)射區(qū)摻雜濃度高 基區(qū)薄且摻雜濃度低 集電結面積大 外部 條件 發(fā)射結正偏 集電結反偏 ui uo C E B E C B ui uo 共集電極 共基極 E C B ui uo 共發(fā)射極 167。 共發(fā)射極 167。 雙級型晶體三極管 IB=IBEICBO?IBE IB (173) IB=IBEICBO?IBE IB B E C N N P EB RB Ec IE ICBO ICE IC=ICE+ICBO ?ICE IBE ＝ IC＋ IB 共發(fā)射極 167。 雙級型晶體三極管 (176) UCE ?1V IB(?A) UBE(V) 20 40 60 80 工作壓降：硅管UBE?~,鍺管 UBE?~。 當 UCE大于一定的數(shù)值時，IC只與 IB有關 ，IC=bIB。 雙級型晶體三極管 (179) IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 3 6 9 12 IB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 此區(qū)域中 : IB=0,IC=ICEO,UBE 死區(qū)電壓，稱為截止區(qū)。 即： UCE?UBE ， bIBIC， (3) 截止區(qū)： UBE 死區(qū)電壓， IB=0 ， IC=ICEO ?0 臨界飽和時： uCES = uBE 深度飽和時： V (硅管 ) UCE(SAT)= V (鍺管 ) 167。 2 4 雙級型晶體三極管 (183) 2. 集 基極反向截止電流 ICBO ?A ICBO ICBO是集電結反偏由少子的漂移形成的反向電流，受溫度的變化影響。 根據(jù)放大關系，由于 IBE的存在，必有電流 b IBE。 三極管的溫度特性較差 。 167。 雙級型晶體三極管 (190) ? 半導體三極管的型號 （補充） 國家標準對半導體三極管的命名如下 ： ? 3 D G 110 B 用字母表示同一