[工學(xué)]第1章常用半導(dǎo)體器件(編輯修改稿)
2025-03-15 19:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 替，得： 常溫下（ T=300K）， UT≈26mV 28 四、 PN 結(jié)的伏安特性 U I 正向特性 （ u0） 反向特性 （ u0） 反向擊穿部分 PN 結(jié)處于反向偏置時，反向電壓超過某一數(shù)值時，反向電流急劇增加，這種現(xiàn)象稱 反向擊穿。 )1( ?? TUuS eIi五、 PN 結(jié)的電容效應(yīng)（了解） 在一定條件下， PN 結(jié)具有電容效應(yīng)：勢壘電容，擴散電容 TUuS eIi ??SIi ??29 167。 半導(dǎo)體二極管 PN 結(jié)加上管殼和引線，就成為半導(dǎo)體二極管。 點接觸型 ： 結(jié)面積小，結(jié)電容小 故結(jié)允許的電流小 最高工作頻率高 高頻、小功率整流 面接觸型： 結(jié)面積大，結(jié)電容大 故結(jié)允許的電流大 最高工作頻率低 整流 符號 平面型： 結(jié)面積可小、可大 小的工作頻率高 大的允許的電流大 開關(guān)、大功率整流 二極管的幾種常見結(jié)構(gòu) 30 二極管的 伏安特性 開啟電壓 Uon: 硅管 ，鍺管 導(dǎo)通電壓 : 硅管 ~,鍺管 ~ 反向擊穿電壓 UBR )1( ?? TUuS eIiU I 31 溫度對二極管伏安特性的影響 在室溫附近， 溫度每升高 1℃ ，正向壓降減小 2~，溫度每升高 10℃ ，反向電流大約增大一倍。 可見， 二極管的特性對溫度很敏感。 溫度升高，正向曲線左移，反向曲線下移。 32 二極管的主要參數(shù) P15 1. 最大整流電流 IF 二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。 2. 最高反向工作電壓 UR 二極管工作時允許外加的最大反向電壓。通常 UR是擊穿電壓 UBR的一半。 3. 反向電流 IR 4. 最高工作頻率 fM 指二極管加反向電壓且未擊穿時的反向電流。 二極管工作的上限頻率。 二極管的應(yīng)用： 主要利用它的單向?qū)щ娦裕瑧?yīng)用于整流、限幅、保護等等。 33 1. 理想模型 3. 折線模型 2. 恒壓降模型 二極管的等效電路（等效模型） 一 . 由伏安特性折線化得到的等效電路 34 若 RVI ? 則 DUV ??若 RUVI ON??則 OND UU ?RrUVIDON???精確計算 DO UVU ?? 1P22例 ： UD= S斷開時： D導(dǎo)通 VVV ???VVU O 122 ??S閉合時： D截止 35 理想二極管：開啟電壓 =0 V，導(dǎo)通壓降 =0 V。 二極管：開啟電壓 =0 .5V，導(dǎo)通壓降 ?(硅二極管 ) RL ui uo ui uo t t 1：二極管半波整流 二極管應(yīng)用 電路舉例： 36 二極管與門電路 0V 3V Y A B VCC=+5V D1 3kΩ R D2 amp。 A B Y=AB VA VB VY 0V 0V 0V 3V 3V 0V 3V 3V 電壓功 能表 硅管 UD= 37 二極管或門電路 0V 3V A B Y D D 1 2 R 3kΩ A B Y=A+B ≥1 電壓功 能表 VA VB VY 0V 0V 0V 3V 3V 0V 3V 3V 0V 硅管 UD= 38 二 . 二極管的微變等效電路 當(dāng)二極管外加正向電壓時，將有一直流電流，用 二極管特性曲線上的點 Q表示。 DDd iur??? rd 稱為微變電阻 二極管的動態(tài)電阻可用右圖表示： DTIU?若在 Q點基礎(chǔ)上外加微小的變化量 ,則可用以 Q點為切點的直線來近似 .即將二極管等效為一個動態(tài)電阻 rd 。 39 電路波形分析 直流電壓源和交流電壓源 同時作用的二極管電路 uR=V+ui uD ui單獨作用時 V和 ui同時作用時 40 穩(wěn)壓二極管 U I IZ IZmax ?UZ ?IZ UZ 穩(wěn)壓二極管工作在二極管特性曲線的反向擊穿部分 動態(tài)電阻： ZZIUZr ???rz 越小，曲線越陡 ,穩(wěn)壓性能越好。 符號和等效電路： （ IZmin） 外接負載電阻 穩(wěn)定電壓 穩(wěn)定電流 41 （ 2） 穩(wěn)定電流 IZ （ 3）額定功耗 m a xZZZM IUP ?穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù) :P24 （ 1） 穩(wěn)定電壓 UZ （ 5） 溫度系數(shù) ? 穩(wěn)壓值受溫度變化影響的系數(shù)。 （ 4）動態(tài)電阻 ZZIUZr ???42 穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用舉例： P25 Uo IZ IL IR UI DZ R RL 5m A2 5m A , V,6m a xm i n???ZZZIIU如圖所示電路，穩(wěn)壓管的 輸入電壓 UI=10V，負載電阻 RL=600Ω， 求限流電阻 R的取值范圍 。 解： LZZZILZZIRRRUIUUIIUUIU???????? R II I ZLR ???4600/6610?????ZZ IIZIR UUU ? ZO UU ?43 得代入上式將 ，mAImAI ZZ 25,5 m a xm i n ???????? 22 7 44m i nm a xRIR?????? 11 4 44m a xm i nRIR限流電阻 R的取值范圍為 114 ~ 227 Ω 4??ZIR44 一、 發(fā)光二極管 發(fā)光二極管：有足夠大的正向電流流過時，能發(fā)出一定波長范圍的光。 外形 符號 其它類型的二極管 P25 27 45 二、 光電二極管 光電二極管是一種把光能轉(zhuǎn)換成電能的器件，它的反向電流隨光照強度的增加而上升。 I U 照度增加 作業(yè)： ， ， ， ， 46 結(jié)構(gòu)特點： 1? 發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高 2? 集電區(qū)摻雜濃度低于發(fā)射區(qū)，且面積大 3? 基區(qū)很薄，一般在幾個微米至幾十個微米，且摻雜濃度最低 167。 雙極型晶體管 (半導(dǎo)體三極管 ) 基本結(jié)構(gòu)和類型 晶體管的幾種常見外形 由兩個 PN 結(jié)背靠背組成 發(fā)射極 集電極 基極 發(fā)射區(qū) 基區(qū) 集電區(qū) 47 b e c N N P 基極 發(fā)射極 集電極 NPN型 P N P 集電極 基極 發(fā)射極 b c e PNP型 發(fā)射區(qū) 基區(qū) 集電區(qū) 發(fā)射結(jié) 集電結(jié) 48 晶體管的電流放大作用 b e c N N P VBB Rb IE 基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴散可忽略 IEP 進入 P 區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成電流 IB 多數(shù)擴散到集電結(jié)
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