【正文】 為 N型溝道場效應管和 P型溝道場效應管 。 它還具有熱穩(wěn)定性好 、 功耗低 、 噪聲低 、 制造工藝簡單 、 便于集成等優(yōu)點 ， 因而得到了廣泛的應用 。 它工作時只有一種載流子 （ 多數載流子 ） 參與導電 ， 故也叫單極型半導體三極管 。 （ 3）反向擊穿電壓 U(BR)CEO ,U(BR)CBO,U(BR)EBO 。 三極管電路的三種組態(tài) （ a） 共發(fā)射極接法 。 圖中 “ ⊥ ” 表示公共端 ， 又稱接地端 。 （ 3） 共集電極接法 （ 簡稱共集接法 ） 。 （ 2） 共基極接法 （ 簡稱共基接法 ） 。 （ 1） 共發(fā)射極接法 （ 簡稱共射接法 ） 。 （ b） PNP型 基本連接方式 三極管有三個電極 ， 而在連成電路時必須由兩個電極接輸入回路 ，兩個電極接輸出回路 ， 這樣勢必有一個電極作為輸入和輸出回路的公共端 。 若以發(fā)射極電壓為參考電壓 ， 則三極管發(fā)射結正偏 ， 集電結反偏這個外部條件也可用電壓關系來表示：對于 NPN型： UCUBUE；對于 PNP型：UEUBUC。 三極管的工作電壓和基本連接方式 工作電壓 三極管要實現放大作用必須滿足的外部條件：發(fā)射結加正向電壓 ， 集電結加反向電壓 ， 即發(fā)射結正偏 ， 集電結反偏 。 （ 3） 集電區(qū)比發(fā)射區(qū)體積大且摻雜少 ， 以利于收集載流子 。 （ b） PNP型 為使三極管具有電流放大作用 ， 在制造過程中必須滿足實現放大的內部結構條件 ， 即： （ 1） 發(fā)射區(qū)摻雜濃度遠大于基區(qū)的摻雜濃度 ，以便于有足夠的載流子供 “ 發(fā)射 ” 。根據半導體各區(qū)的類型不同，三極管可分為 NPN型和 PNP型兩大類，如下圖（ a）、（ b）所示。各區(qū)引出的電極依次為發(fā)射極（ｅ極）、基極（ｂ極）和集電極（ｃ極）。 半導體三極管的結構和類型 三極管的構成是在一塊半導體上用摻入不同雜質的方法制成兩個緊挨著的 PN結，并引出三個電極，如下圖所示。 實際上發(fā)射極箭頭方向就是發(fā)射結正向電流方向 。 三區(qū)：發(fā)射區(qū) 、 基區(qū) 、 集電區(qū) 。 （ 2） 最高反向工作電壓 VRM 使用中如果超過此值 ， 二極管將有被擊穿的危險 。 二極管正常使用時允許加的最高反向電壓 。 結論：反偏電阻大 ， 存在電擊穿現象 。 ① 反向飽和電流 ：當加反向電壓時 ， 二極管反向電流很小 ， 而且在很大范圍內不隨反向電壓的變化而變化 ， 故稱為反向飽和電流 。 死區(qū)電壓： 導通電壓： ? ? ? = on V V ~ V （ Ge） V ~ V （ Si） 結論：正偏時電阻小 ， 具有非線性 。 特性曲線 半導體二極管 ② 正向導通：當外加電壓大于死區(qū)電壓后 ， 電流隨電壓增大而急劇增大 ， 二極管導通 。 半導體二極管 2． 二極管的特性 伏安特性 ：二極管的導電性能由加在二極管兩端的電壓和流過二極管的電流來決定 ， 這兩者之間的關系稱為二極管的伏安特性 。 點接觸型： PN 結接觸面小 ， 適宜在小電流狀態(tài)下使用 。 電路符號如圖所示 。 半導體二極管 半導體二極管 1． 半導體二極管的結構和符號 利用 PN 結的單向 導電性 ， 可以用來制造一種半導體器件 —— 半導體二極管 。 熱擊穿 ：若反向電流增大并超過允許值 ， 會 使 PN 結燒壞 ， 稱為熱擊穿 。 半導體二極管 如果反向電流未超過允許值 ， 反向電壓撤除 后 ， PN 結仍能恢復單向導電性 。 （ 2） 反向截止：電源正極接 N 型半導體 ， 負極接 P 型半導體 ， 電流小 。 PN 結具有單向導電特性 。 PN 結 即：電子是多數載流子 ， 空穴是少數載流子 。 即：電子是多數載流子 ， 空穴是少數載流子 。 1． 半導體 ：導電能力介于導體和絕緣體之間 ,且隨著摻入雜質 、 輸入電壓 （ 電流 ） 、 溫度和光照條件的不同而發(fā)生很大變化 ， 人們把這一類物質稱為半導體 。 PN結及其單向導電性 濃度差 ?多子的擴散運動 ?由 雜質離子形成空間電荷區(qū) ?形成內電場 ?內電場阻止多子擴散，促使少子漂移 多子的擴散和少子的漂移達到動態(tài)平衡 PN結正向偏置 － － － － + + + + 內電場 外電場 變薄 P N + _ I正 二、 PN結的單向導電性 導通 PN結反向偏置 － － － － + + + + 內電場 外電場 變厚 N P + _ I反 截止 半導體二極管的基本結構 一、基本結構 PN結 +管殼和引線 P N 陽極 陰極 符號： D 分類： 點接觸型 面接觸型 平面型 什么是半導體 2 ． 載流子：半導體中 ， 攜帶電荷參與導電的粒子 。 雜質半導體中多數載流子的數量取決于摻雜濃度，少數載流子的數量取決于溫度。 N型半導體中 電子是多子 ， 空穴是少子 ； P型半導體中 空穴是多子 ， 電子是少子 。取決于溫度。 多數載流子（多子）：空穴。取決于溫度。 多數載流子（多子）：電子。 歸納 ? ? ? 2. 雜質半導體 在本征半導體中摻入某些微量雜質，使雜質半導體某種載流子濃度大大增加。 溫度 越高 ?載流子的 濃度 越高 ?本征半導體的 導電能力 越強。 +4 +4 +4 +4 自由電子 或 空穴 的運動形成電流 因熱激發(fā)而出現的自由電子和空穴是同時成對出現的，稱為 電子 空穴 對。 +4 +4 +4 +4 在熱或光激發(fā)下，使一些價電子獲得足夠的能量而脫離共價鍵的束縛，成為 自由電子 ，同時共價鍵上留下一個空位，稱為 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。 1. 本征半導體 Ge Si 本征半導體的導電機理 純凈的半導體 。 半導體： 導電特性處于導體和絕緣體之間的物質， 例如 鍺 、 硅 、 砷化鎵 和 一些硫化物 、 氧化物 等 半導體的特點 當受外界熱和光的作用時，它的導電能力明顯變化。 第一專題 半導體器件的基礎知識 第一專題 半導體器件的基礎知識 半導體二極管 半導體基礎知識 導 體： 自然界中很容易導電的物質，例如 金屬 。 絕緣體： 電阻率很高的物質，幾乎不導電，如 橡皮、 陶瓷 、 塑料 和 石英 等。 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。 如：硅和鍺 最外層 四個 價電子 共價鍵結構 +4 +4 +4 +4 共價鍵共用電子對 +4表示除去價電子后的原子 共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價鍵中，稱為 束縛電子 ，常溫下束縛電子很難脫離共價鍵成為 自由電子 ，因此本征半導體中的自由電子很少，所以本征半導體的導電能力很弱。 共價鍵有很強的結合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。 +4 +4 +4 +4 空穴 束縛電子 自由電子 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 可以認為空穴是帶正電的載流子 。 本征半導體的導電機理 本征半導體中存在數量相等的兩種 載流子 ，即 自由電子 和 空穴 。 本征半導體的導電能力取決于 載流子的濃度 。 +4 +4 +5 +4 1） N型半導體 多余電子 磷原子 在硅或鍺晶體（四價）中摻入少量的五價元素磷，使自由電子濃度大大增加。取決于摻雜濃度； 少數載流子（少子）：空穴。 2） P型半導體 在硅或鍺晶體（四價）中摻入少量的三價元素硼，使空穴濃度大大增加。取決于摻雜濃度； 少數載流子（少子）：電子。 +4 +4 +3 +4 空穴 硼原子 歸納 雜質半導體中起導電作用的主要是多子。 雜質半導體中兩種載流子濃度不同，分為多數載流子和少數載流子（簡稱多子、少子）。 ◆ ◆ ◆ ◆ 雜質半導體的導電機理 雜質半導體的示意表示法 － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － P型半導體 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + N型半導體 － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 空間電荷區(qū) N區(qū) P區(qū) 一、 PN結的形成 在同一片半導體基片上，分別制造 P型半導體和 N型半導體，經過載流子的擴散，在它們的交界面處就形成了 PN結。 自由電子：帶負電荷 空穴：帶與自由電子等量的正電荷 均可運載電荷 —— 載流子 特性：在外電場作用下 ， 載流子都可以做定向移動 ， 形成電流 。 半導體二極管 3． N 型半導體：主要靠電子導電的半導體 。 4． P 型半導體：主要靠空穴導電的半導體 。 PN 結 ：經過特殊的工藝加工 ， 將 P 型 半導體和 N 型半導體緊密地結合在一起 ， 則在兩種半導體的交界面就會出現一個特殊的接觸面 ， 稱為 PN 結 。 半導體二極管 （ 1） 正向導通：電源正極接 P 型半導體 ， 負極接 N 型半導體 ， 電流大 。 結論： PN 結加正向電壓時導通 ， 加反向電壓時截止 ， 這種特性 稱為 PN 結的單向導電性 。 反向擊穿 ： PN 結兩端外加的反向電壓增加到一定值時 ，反向電流急劇增大 ， 稱為 PN 結的 反向擊穿 。 結電容 ： PN 結存 在著電容 ， 該電容為 PN 結的結電容 。 箭頭表示正向導通電流的方向 。 半導體二極管 由于管芯結構不同 ， 二極管又分為 點接觸型 （ 如圖 a） 、面接觸 型 （ 如圖 b） 和平面型 （ 如圖 c） 。 面接觸型 、 平面型： PN 結接觸面大 ， 截流量大 ， 適合于大電流場合中使用 。 硅二極管的伏安特性曲線如圖所示 。 ① 死區(qū)：當正向電壓較小時 ， 正向電流極小 ， 二極管呈現很大的電阻 ， 如 OA 段 ， 通常把這個范圍稱為死區(qū) 。 （ 1） 正向特性 （ 二極管正極電壓大于負極電壓 ） 半導體二極管 ? ? ? = (Si） V V 5 . 0 T V (Ge） ② 反向擊穿 ：若反向電壓不斷增大到一定數值時 ， 反向電流就會突然增大 ， 這種現象稱為反向擊穿 。 （ 2） 反向特性 （ 二極管負極電壓大于正極電壓 ） 普通二極管不允許出現此種狀態(tài) 。 二極管屬于非線性器件 半導體二極管 3． 半導體二極管的主要參數 （ 1） 最大整流電流 IF： 二極管長時間工作時允許通過的最大直流電流 。 使用時應注意流過二極管的正向最大電流不能大于這個數值 ， 否則可能損壞二極管 。 半導體二極管 半導體三極管的基本結構與分類 1． 結構及符號