半导体器件基础课件.ppt

二.二極體的模型及近似分析計算例：IR10VE1kΩD—非線性器件iuRLC—線性器件二極體的模型DU串聯電壓源模型UD二極體的導通壓降。矽管0.7V；鍺管0.3V。理想二極體模型正偏反偏導通壓降二極體的V—A特性二極體的近似分析計算IR10VE1kΩIR10VE1kΩ例：串聯電壓源模型測量值9.32mA相對誤差理想二極體模型RI10VE1kΩ相對誤差0.7V例：二極體構成的限幅電路如圖所示，R＝1kΩ，UREF=2V，輸入信號為ui。(1)若ui為4V的直流信號，分別採用理想二極體模型、理想二極體串聯電壓源模型計算電流I和輸出電壓uo解：（1）採用理想模型分析。採用理想二極體串聯電壓源模型分析。（2）如果ui為幅度±4V的交流三角波，波形如圖（b）所示，分別採用理想二極體模型和理想二極體串聯電壓源模型分析電路並畫出相應的輸出電壓波形。解：①採用理想二極體模型分析。波形如圖所示。0-4V4Vuit2V2Vuot02.7Vuot0-4V4Vuit2.7V②採用理想二極體串聯電壓源模型分析，波形如圖所示。三.二極體的主要參數(1)最大整流電流IF——二極體長期連續工作時，允許通過二極管的最大整流電流的平均值。(2)反向擊穿電壓UBR———二極體反向電流急劇增加時對應的反向電壓值稱為反向擊穿電壓UBR。(3)反向電流IR——在室溫下，在規定的反向電壓下的反向電流值。矽二極體的反向電流一般在納安(nA)級；鍺二極體在微安(?A)級。當穩壓二極體工作在反向擊穿狀態下,工作電流IZ在Izmax和Izmin之間變化時,其兩端電壓近似為常數穩定電壓四、穩壓二極體穩壓二極體是應用在反向擊穿區的特殊二極體正向同二極體反偏電壓≥UZ反向擊穿＋UZ－限流電阻穩壓二極體的主要參數(1)穩定電壓UZ——(2)動態電阻rZ——在規定的穩壓管反向工作電流IZ下，所對應的反向工作電壓。rZ=?U/?IrZ愈小，反映穩壓管的擊穿特性愈陡。(3)最小穩定工作電流IZmin——保證穩壓管擊穿所對應的電流，若IZ＜IZmin則不能穩壓。(4)最大穩定工作電流IZmax——超過Izmax穩壓管會因功耗過大而燒壞。1.3半導體三極管半導體三極管，也叫晶體三極管。由於工作時，多數載流子和少數載流子都參與運行，因此，還被稱為雙極型電晶體（BipolarJunctionTransistor,簡稱BJT）。BJT是由兩個PN結組成的。2025-3-16一.BJT的結構NPN型PNP型符號:三極管的結構特點:（1）發射區的摻雜濃度＞＞集電區摻雜濃度。（2）基區要製造得很薄且濃度很低。--NNP發射區集電區基區發射結集電結ecb發射極集電極基極--PPN發射區集電區基區發射結集電結ecb發射極集電極基極二．BJT的內部工作原理（NPN管）三極管在工作時要加上適當的直流偏置電壓。若在放大工作狀態：發射結正偏：+UCE－＋UBE－＋UCB－集電結反偏：由VBB保證由VCC、VBB保證UCB=UCE-UBE0共發射極接法c區b區e區2025-3-16（1）因為發射結正偏，所以發射區向基區注入電子，形成了擴散電流IEN。同時從基區向發射區也有空穴的擴散運動，形成的電流為IEP。但其數量小，可忽略。所以發射極電流IE≈IEN。（2）發射區的電子注入基區後，變成了少數載流子。少部分遇到的空穴複合掉，形成IBN。所以基極電流IB≈IBN。大部分到達了集電區的邊緣。1．BJT內部的載流子傳輸過程（3）因為集電結反偏，收集擴散到集電區邊緣的電子，形成電流ICN。

另外，集電結區的少子形成漂移電流ICBO。2．電流分配關係三個電極上的電流關係:IE=IC+IB定義：(1)IC與IE之間的關係:所以:其值的大小約為0.9～0.99。2025-3-16(2)IC與IB之間的關係：聯立以下兩式：得：所以：得：令：三.