[工學(xué)]第1章常用半導(dǎo)體器件修改(編輯修改稿)
2025-03-21 00:48 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 5. fM — 最高工作頻率 (超過(guò)時(shí)單向?qū)щ娦宰儾?) iD uD U (BR) I F URM O 2. U (BR) — 反向擊穿電壓（ 二極管反向電流剛開(kāi)始隨反向電壓 值增大而急劇增加時(shí)對(duì)應(yīng)的反向電壓值） iD uD I F o 實(shí)際的特性曲線 )1( /SD D ?? TVveIi3. 半導(dǎo)體二極管的非線性伏安特性 一 .非線性元件的認(rèn)識(shí) 1. 線性元件回顧 ? 電阻：元件兩端的電壓是元件通過(guò)的電流的線性函數(shù) Rui??? 電容：元件存儲(chǔ)的電荷是元件兩端的電壓的線性函數(shù) Cqu??電感：元件內(nèi)部的磁通是元件通過(guò)的電流的線性函數(shù)L i? ? ?電 阻 電 容 電 感 即：歐姆定律 i u R i D / mA1 . 00. 5– 0. 5– 1 . 0 0. 50 1 . 0 ? D /V圖 圖 二極管的等效電路 ? 數(shù)學(xué)模型方法 ? 模型簡(jiǎn)化方法－折線化或其他簡(jiǎn)化模型 ? 圖解分析方法 ? 小信號(hào)線性化方法 微變等效法 其 本質(zhì) 是對(duì)非線性元件伏安特性的模型再構(gòu)建 （體現(xiàn)了“模擬”二字） 4. 含非線性元件的電路一般分析方法 設(shè) :有如右圖含二極管的非線性電路，電路分析要解出 iD 和 vD 。 （分析方法有四種） D /DSD D D D( 1 ) ( 1 )( V ) R ( 2 )TvVi I eiv? ??? ???1. 采用數(shù)學(xué)模型方法 （需解非線性方程） 二 . V I 特性建模 ● 理想模型（理想開(kāi)關(guān)） 理想特性 uD iD 符號(hào)及 等效模型 S S 正偏導(dǎo)通， uD = 0；反偏截止， iD = 0 U(BR) = ? 折線化 iD uD I F o 實(shí)際的特性曲線 此二極管符合相當(dāng) 于一根導(dǎo)線 此二極管符合相 當(dāng)于一根導(dǎo)線 ● 恒壓降模型 uD iD UD(on) UD(on) V (Si) V (Ge) 此二極管符合相當(dāng) 于一根導(dǎo)線 數(shù)據(jù)需記憶 iD uD I F o 實(shí)際的特性曲線 ● 折線近似模型 uD iD UD(on) ?U ?I IUr???D斜率 1/ rD rD UD(on) 二極管相當(dāng)于一 根導(dǎo)線 iD uD I F o 實(shí)際的特性曲線 ? 晶體 二極管的電阻 非線性電阻 直流電阻 R (也稱靜態(tài)電阻） 交流電阻 r （又稱動(dòng)態(tài)電阻或微變電阻） 1)、 直流電阻 定義 二極管兩端的直流電壓 UD與電流 ID之比 DDIUR ?ID I U UD D 3. 應(yīng)用圖解分析方法 借助于靜態(tài)工作點(diǎn)來(lái)求 首先確定電路的 靜態(tài)工作點(diǎn) Q： 借助于圖解法來(lái)求 ID VDD D RL UD I U 由電路可列出方程： UD=VDDIDRL DLDDD UR 1VI ??直流負(fù)載線 UD=0 ID=VDD ID=0 UD=VDD/RL VDD/RL VDD Q ID UD 由 Q得 ID和 UD， 從而求出直流電阻 R DDDIUR ?2). 交流電阻 rd I Q U ? U ? I dIdUrd ?交流電導(dǎo)： 交流電阻： 晶體二極管的正向交流電阻可由 PN結(jié)電流方程求出： TS UuD DeIi ?VDD RL D u + DiDuTDDD Uidudi ??giUdidu T??driD / mA uD /V O VDD VDD/ R Q ID wt O u UD iD / mA wt O dDD iIi ??dDD uUu ??id 斜率 1/rd 在靜態(tài)工作點(diǎn) Q點(diǎn)處的微變電導(dǎo) QdudigDDd ?TUID?常溫下 T=300K 4. 小信號(hào)模型 微變等效法 當(dāng) u 幅度較小時(shí) ， 二極管伏安特性在 Q點(diǎn)附近近似為直線 （ 不變 ） drVDD RL D u + DiDu）（） mAImVIU DDT (26r d ??DT IU?dr微變電阻 +?? Di DV DDV D+ ? vD iD VDD VD +?? DiDV DD結(jié)論 理想模型便于計(jì)算，折線模型比較精確，恒壓模型適中。 根據(jù)所加電壓 Vi選擇模型：當(dāng) Vi較大時(shí)，用理想模型；當(dāng) Vi接近 VD時(shí)，用恒壓模型或折線模型。 恒壓模型 折線近似模型 理想模型 （理想開(kāi)關(guān)） 穩(wěn)壓二極管 1. 符號(hào)及穩(wěn)壓特性 (a)符號(hào) (b) 伏安特性 利用二極管反向擊穿特性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓時(shí)工作在反向電擊穿狀態(tài)。 等效電路 1D2D ZU dr非穩(wěn)壓特性 穩(wěn)壓特性 ??? ?ZD陰極 陽(yáng)極 (1) 穩(wěn)定電壓 VZ (2) 動(dòng)態(tài)電阻 rZ 在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流 IZ下，所對(duì)應(yīng)的反向工作電壓。 rZ =?VZ /?IZ (3)最大穩(wěn)定工作電流 IZmax和最小穩(wěn)定工作電流 IZmin (4)穩(wěn)定電壓溫度系數(shù) ? ： 2. 穩(wěn)壓二極管主要參數(shù) TU Z ????+RIR+RLIOVOV IIZDZ正常穩(wěn)壓時(shí) VO =VZ 穩(wěn)壓條件是什么？ IZmin ≤ IZ ≤ IZmax 圖 3. 穩(wěn)壓電路 半導(dǎo)體二極管的型號(hào) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)的命名舉例如下： 附 錄 P28 思考一下 晶體（半導(dǎo)體）三極管 BJT 本節(jié)需掌握、理解的重點(diǎn) BJT的結(jié)構(gòu) BJT的電流分配 BJT的參數(shù) BJT的特性曲線 三極管的結(jié)構(gòu)及類型 半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。它有兩種類型 :NPN型和 PNP型。 兩種類型的三極管 發(fā)射結(jié) (Je) 集電結(jié) (Jc) 基極 ， 用 B或 b表示（ Base） 發(fā)射極 ， 用 E或 e 表示（ Emitter）； 集電極 ， 用 C或 c 表示（ Collector）。 發(fā)射區(qū) 集電區(qū) 基區(qū) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： ? 發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高 ? 集電區(qū)摻雜濃度低于發(fā)射區(qū)，且面積大； ? 基區(qū)很薄，一般在幾個(gè)微米至幾十個(gè)微米，且摻雜濃度最低。 管芯結(jié)構(gòu)剖面圖 三極管內(nèi)有兩種載流子 (自由電子和空穴 )參與導(dǎo)電，故稱為雙極型三極管。或 BJT (Bipolar Junction Transistor)。 三極管各區(qū)的作用 : 發(fā)射區(qū)向基區(qū)提供載流子 基區(qū)傳送和控制載流子 集電區(qū)收集載流子 發(fā)射結(jié)加正向電壓 集電結(jié)加反向電壓 三極管的電流放大作用 三極管的放大原理歸結(jié)為： 外部條件： 發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏 內(nèi)部機(jī)制： 載流子傳輸 分類 ： 按材料分： 硅管、鍺管 按功率分： 小功率管 500 mW 按結(jié)構(gòu)分： NPN、 PNP 按使用頻率分： 低頻管、高頻管 大功率管 1 W 中功率管
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