1、第一章 常用半導體元件一半導體1 半導體三大特性攙雜特性熱敏特性光敏特性2 本征半導體指純凈的具有晶體結構的半導體。3 載流子 (Carrier) 運動電荷的粒子。有溫度環境就有載流子。絕對零度（ -273C）時晶體中無自由電子。4 本征激發（光照、加溫度）會成對產生自由電子和空穴對自由電子（負電）空穴（正電）本征半導體載流子濃度為：n =peii=K 1T(3/2) (-E GO/2kT )ni 表示自由電子的濃度pi 表示空穴的濃度5 N 型半導體 ：電子型半導體（摻入五價元素，如磷）多數載流子：自由電子少數載流子：空穴自由電子數 = 空穴數+ 施主原子6 P 型半導體 ：空穴型半導體（摻

2、入三價元素，如硅）多子：空穴少子：自由電子空 穴 數 = 自由電子數+ 受主原子二 PN 結1 PN 結 是指使用半導體工藝使 N 型和 P 型半導體結合處所形成的特殊結構。PN 結具有單向導電性。空間電荷區（耗盡層）P 區出現負離子區，N 區出現正離子曲2 PN 結形成 “三步曲 ”（ 1）多數載流子的 擴散運動 。（ 2）空間電荷區的少數載流子的漂移運動 。（ 3）擴散運動與漂移運動的動態平衡 。3 PN 結的單向導電性正向偏置P 接電源正， N 接電源負?削弱內電場，使PN 結變窄。?擴散運動漂移運動。?稱為 “正向導通 ”。反向偏置P 接電源負， N 接電源正?增強內電場，使PN 結變

3、寬。?擴散運動漂移運動?稱為 “反向截止 ”5 PN 結伏安特性?單向導電性 正向導通開啟電壓 反向截止飽和電流7 反向擊穿 當對 PN 結的外加反向電壓超過一定的限度，反向電流急劇增加，稱之為反向擊穿。?擊穿有兩種機理：雪崩擊穿 低摻雜，耗盡層寬度較寬（少子，加速）齊納擊穿 高摻雜，耗盡層寬度較窄（強電場破壞共價鍵）8 PN 結電容特性?PN 結呈現電容效應?有兩種電容效應勢壘電容（和反向偏置有關） CT?PN 結外加 反向 偏置時，引起空間電荷區體積的變化（相當電容的極板間距變化和電荷量的變化）擴散電容（和正向偏置有關）CDPN 結外加 正向偏置時，引起擴散濃度梯度變化出現的電容（電荷）效

4、應。三一二極管是由管芯 (PN 結) 加電極引線 和管殼 制成。平面型 二極管：面接觸型 二極管：適合整流，低頻應用 (結電容大 )點接觸型 二極管：可高頻應用(結電容小 )1 主要參數最大整流電流I F二極管長期運行時允許通過的最大正向平均電流。最高反向工作電壓U R指工作時允許所加最大反向電壓。（通常取擊穿電壓UB R 的一半）反向電流 I R指是指未擊穿時的反向電流。（此值越小表示管子單向導電性能越好）最高工作頻率fm二極管工作的上限截止頻率。直流電阻和交流電阻直流電阻R是二極管所加直流電壓V 與所流過直流電流I 之比。交流電阻r是其工作狀態(I,V) 處電壓改變量與電流改變量之比。幾何

5、意義是曲線Q 點處切線斜率的倒數。二 穩壓二極管及穩壓電路二穩壓二極管主要參數穩壓電壓 UZ在規定電流下穩壓管的反向擊穿電壓。穩定電流 Iz穩壓管工作在穩壓狀態下時的參考電流。工作電流小于此值時穩壓效果變壞，故常將Iz 記作 IZmin 。額定功耗 Pzm穩壓電壓 U Z 與最大穩定電流Izm 的乘積。動態電阻 r z在穩壓區，端電壓變化量與電流變化量的比值。（越小越好）。溫度系數指溫度每變化1穩壓值的變化量。 7V 是正溫系數 (雪崩擊穿 )； 4V 是負溫系數 (齊納擊穿 )；4 7V 溫度系數最小。穩壓電路四晶體三極管一晶體三極管 也叫半導體三極管。由于工作時，多數載流子和少數載流子都參

6、與運行，因此，還被稱為雙極型晶體管。小 功 率中功率管大功率管多子濃度高多子濃度很低，且很薄面積大二晶體管的電流放大作用該基本放大器是共發射放大電路。放大的外部條件uBEU on（發射結正偏）uCB0，即 uCEuBE（集電結反偏）晶體管的放大作用表現為小的基極電流可以控制大的集電極電流。三晶體管電流分配關系IE=IEN +IEP=ICN +IBN +IEPIC=I CN+I CBOI B=I BN +I EP-ICBO= I' B-ICBOIE 擴散運動形成的電流IB 復合運動形成的電流IC漂移運動形成的電流四共射電流放大系數I CNI CI CBOI B'I BI CBO整

7、理可得 IC IB (1)ICBOIBICEO一般情況下I BI CBO，1所以IICI BE( 1) I B共射交流放大系數i Ci B若穿透電流可以忽略不計，則在iB不太大情況下，可以認為五共射特性曲線一輸入特性曲線（圖）（ 1）uCE=0V 時，相當于兩個 PN 結并聯。（ 2）當 uCE=1V 時， 集電結已進入反偏狀態，開始收集電子，所以基區復合減少， 在同一 uBE 電壓下， iB 減小。特性曲線將向右稍微移動一些。（ 3）uCE 1V再增加時，曲線右移很不明顯。因為集電結的電場已足夠強，iC 基本不變，故iB 也基本不變。二輸出特性曲線（圖）截止區發射結電壓小于開啟電壓且集電結反

8、偏。UBE UON 且 UCEUBEI B=0放大區發射結正偏，集電結反偏。UBE UON 且 UCEUBEIc 僅與 Ib 有關而與U CE 無關。飽和區發射結和集電結均為正偏。UBE UON 且 UCEUBE三管子參數1 電流放大參數共基 直流電流放大參數共射，共集 直流電流放大參數2極間反向電流是指管子各電極之間的反向漏電流參數。C、 B 間反向飽和漏電流管子 C、 E 間反向飽和漏電流此值與 本征激發 有關。取決于 溫度特性（少子特性） 。3 交流參數共射1. iC共基2. iCiBi E特征頻率 fT由于結電容的存在 , 是 f 的函數。當 =1對應的頻率為特征頻率。4 極限參數iC(mA) 集電極 最大允許電流IB=100uA指 值明顯減小的 I C 值。IB =80uA 集電極 最大允許功耗IB =