[工學(xué)]第1章常用半導(dǎo)體器件(1)(編輯修改稿)
2025-02-17 13:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ue)( TUue2022/2/16 第 1 章 49 3. PNJ的擊穿 ? 當(dāng)加到 PNJ兩端的反向電壓增大到一定值時(shí)，反向電流劇增的現(xiàn)象，稱為 PNJ的反向擊穿 (如 P11圖’所示 )。 2022/2/16 第 1 章 50 ? 此時(shí)的反向電壓稱為反向擊穿電壓，用U(BR)表示。 圖 ’ PNJ的擊穿 i /mA u /V U(BR) 反向擊穿電壓 2022/2/16 第 1 章 51 (1) 雪崩擊穿 ? 過程：當(dāng)加到 PNJ兩端的反向電壓較高時(shí)， J內(nèi)的反向電場很強(qiáng)，使漂移電子獲得的運(yùn)動能量很大，這些電子與 J內(nèi)的原子發(fā)生碰撞，使 J內(nèi)原子電離，產(chǎn)生新的 “ 空穴 電子對 ” ， 2022/2/16 第 1 章 52 ? 而這些新的“空穴 電子對”又被電場加速，又發(fā)生碰撞 電離 ……從而產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，載流子數(shù)目劇增，I R劇增， PNJ擊穿 (如 圖所示 )。 ? 雪崩擊穿的機(jī)理： 碰撞電離 ［轉(zhuǎn) 54］ 2022/2/16 第 1 章 53 2022/2/16 第 1 章 54 (2) 齊納擊穿 ? 發(fā)生在摻雜濃度很高的 PNJ內(nèi)。 ? 特點(diǎn)：反向電壓較小 (5V以下 )。 2022/2/16 第 1 章 55 ? 過程：由于 PNJ很窄，較小的反向電壓在 J內(nèi)可產(chǎn)生很強(qiáng)的反向電場，此電場可把 J內(nèi)原子的價(jià)電子從共價(jià)鍵中 “ 強(qiáng)行拉出來 ” ，使原子電離，產(chǎn)生大量的載流子 (少子 )，這些載流子在反壓的作用下，形成很大的反向電流， PNJ擊穿。 2022/2/16 第 1 章 56 ? 齊納擊穿機(jī)理：場致電離 ? 雪崩擊穿電壓： 8～ 1000V。 ? 齊納擊穿電壓： 5V以下； ? 兩種擊穿同時(shí)出現(xiàn)： 5～ 8V。 2022/2/16 第 1 章 57 (3). 熱擊穿 ? 當(dāng) PNJ發(fā)生擊穿時(shí)，由于反向電流很大，使 J溫升高，進(jìn)一步使擊穿加快，當(dāng) J溫高到超過它的耗散功率時(shí)， PNJ出現(xiàn) 熱擊穿 ， PNJ燒毀。 ? (1)、 (2)兩種擊穿 (電擊穿 )當(dāng)外加電壓撤除后， PNJ可以恢復(fù)；第 (3)種擊穿發(fā)生后，將損壞 PNJ 。 2022/2/16 第 1 章 58 半導(dǎo)體二極管 半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu) ? 半導(dǎo)體二極管按結(jié)構(gòu)的不同可分為 點(diǎn)接觸型 和 面接觸型。 2022/2/16 第 1 章 59 ? 1. 點(diǎn)接觸型二極管 ? 如 P13圖 (a)所示。 Ｎ型鍺片 金屬觸絲 陽極引線 陰極引線 外 殼 2022/2/16 第 1 章 60 ? 點(diǎn)接觸型二極管 PNJ面積很小，極間電容小承受反壓小，功耗電流小。常用于高頻檢波、脈沖數(shù)字電路中開關(guān)元件、小電流整流。 ? 例如： 2AP1：最大整流電流為 16mA，最高工作頻率為 150MHz。 2022/2/16 第 1 章 61 2. 平面二極管 ? 如 P18圖 (b)所示。 PＮ J Ｎ型硅 陽極引線 鋁合金小球 金銻合金 底 座 陰極引線 2022/2/16 第 1 章 62 ? 面結(jié)型二極管 PNJ面積大，極間電容大，功耗電流大。常用于低頻整流。 ? 例如： 2CP1：最大整流電流為400mA，最高工作頻率為 3kHz。 ? 圖 (c)為平面二極管結(jié)構(gòu)圖 ? 圖 (c’)為集成電路中的平面二極管結(jié)構(gòu)圖。 ［轉(zhuǎn) 61］ 2022/2/16 第 1 章 63 2022/2/16 第 1 章 64 3. 二極管電路符號 ? 如圖 (d)所示。 陽極 a 陰極 k 陽極 a 陰極 k 2022/2/16 第 1 章 65 二極管的伏安特性 ? 1. 正向特性 ? 如圖 ’所示的①端段。 ? 門坎電壓 Uon(Vth)(又稱為死區(qū)電壓 )，硅管： ；鍺管： . ? 正常 工作電壓 ：硅管： (～ 左右 ) ；鍺管： (或 ～ ) 。 ［轉(zhuǎn) 66］ 2022/2/16 第 1 章 66 ① 門 坎 電壓 工作 電壓 2022/2/16 第 1 章 67 2. 反向特性 如 P19圖 ② 端段。 由圖可知，二極管只有一個(gè)很小的反向飽和電流 IS。 [轉(zhuǎn) 69] 2022/2/16 第 1 章 68 ① ② IS 2022/2/16 第 1 章 69 3. 反向擊穿特性 如圖 ③ 端段。 ? 此時(shí)，二極管兩端的反向電壓基本不變，但反向電流劇增，且很小的一個(gè)電壓變化，就會引起很大的電流變化。原因同于 PNJ擊穿。 [轉(zhuǎn) 71] 2022/2/16 第 1 章 70 ① ② IR ③ 2022/2/16 第 1 章 71 二極管的參數(shù) ? 1. 最大整流電流 IF是指管子長期工作時(shí)允許通過的最大正向平均電流。 ? 例如： 2AP1的 IF＝ 16mA 2022/2/16 第 1 章 72 ? UBR ? 是指管子反向擊穿時(shí)的電壓值。手冊中給出的最高反向工作電壓 (UR)約為反向擊穿電壓的一半，以確保管子安全工作。 ? 例如： 2AP1最高反向工作電壓規(guī)定為 20V而反向反向擊穿電壓實(shí)際上大于40V。 2022/2/16 第 1 章 73 3. 反向電流 IR ? 是指管子未擊穿時(shí)的反向電流，其值越小，管子的單向?qū)щ娦栽胶谩? ? 溫度的增加會使反向電流劇增，使用二極管時(shí)要注意溫度的影響。 2022
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