大工14春《电工学》辅导资料10.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流大工14春电工学辅导资料10.精品文档. 电工学辅导资料十主 题：课件第八章 半导体器件的辅导资料学习时间：2014年6月2日-6月8日内 容：一、学习要求第八章 半导体器件这周我们将学习第八章，半导体器件。本章的学习要求及需要掌握的重点内容如下：1了解半导体的类型和导电机理，了解PN结的单向导电性；2了解半导体二极管的基本类型、伏安特性和主要参数；了解二极管的主要应用；3了解稳压二极管的主要特性；4了解双极型晶体管的基本类型、特性曲线和主要参数，理解双极型晶体管的三种工作状态； 5了解集成电路的发展概况和特点，理解模拟电路和数字电路的区别； 6了解普通晶闸管的基本性能和可控整流的原理。重点掌握内容：1重点：半导体二极管、二极管的应用、双极型晶体管。2难点：双极型晶体管。基本概念：本征半导体、杂质半导体、导通、截止、死区电压、反向饱和电流、反向击穿电压、整流、限幅、箝位、隔离知识点：半导体的类型和导电机理，PN结的单向导电性，半导体二极管的基本类型，伏安特性和主要参数，二极管的主要应用，稳压二极管的主要特性，双极型晶体管的基本类型、特性曲线和主要参数，二极管的主要应用，稳压二极管的主要特性，双极型晶体管的基本类型、特性曲线和主要参数，双极型晶体管的三种工作状态，集成电路的发展概况和特点，理解模拟电路和数字电路的区别，普通晶闸管的基本性能和可控整流的原理二、主要内容8.1 半导体基本知识（一）本征半导体（二）杂质半导体 （三）PN结1、PN结的形成2、PN结的特性（1）PN结外加正向电压（2）PN结外加反向电压8.2 特殊二极管（一）稳压二极管特点：1）反向击穿电压2）反向击穿特性陡。 （二）光电二极管（光敏二极管）作用：将光信号转化为电信号。反向电流随光照强度的增加而上升。 （三）发光二极管作用：将电信号转化为光信号。发光的颜色取决于制造材料。发光二极管（四）光电耦合器（光电隔离器）作用：1） 电气隔离；2） 抗干扰；3） 系统保护。8.3 双极型晶体管（一）基本结构BJT的内部结构按材料分类：硅管、锗管。（二）工作状态（1）晶体管中电流的分配三极管放大的外部条件:发射结正偏、集电结反偏从电位的角度看：NPN ： VC>VB>VEPNP ： VC<VB<VE各电极电流关系及电流放大作用结论: 1）三电极电流关系 ： IE = IB + IC 2） IC >> IB ， IC » IE 3） D IC >> D IB把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性称为晶体管的电流放大作用。（2）晶体管中载流子运动过程(a) 电流分配原则：IE = IB+ IC(b) 穿透电流：ICEO»0（受温度影响较大）(c) 直流电流放大系数：(d) 交流电流放大系数：(3)晶体管的工作状态（三）特性曲线（1）三极管输入特性曲线（2）三极管输出特性曲线（四）主要参数(1) 电流放大系数b（hFE）、 b（hfe）：同一型号的晶体管b值有较大差别；b 值与 IC有关，一般b值为100左右为宜。(2) 穿透电流ICEO: ICEO大的晶体管其温度稳定性差。(3) 集电极最大允许电流ICM：Ic = ICM 时，b将下降到正常值的23。(4) 集电极最大允许耗散功率PCM：PCM = UCE × IC，若超过PCM则晶体管易烧坏。(5) 反向击穿电压U（BR）CEO：基极开路时，C、E 之间允许承受的最大反向电压。例1：UCE= 6 V时， 在 Q1 点IB=40mA, IC=1.5mA； 在 Q2 点IB=60 mA, IC=2.3mA。在 Q1 点，有由 Q1 和Q2点，得在以后的计算中，一般作近似处理：b = 。例2：测得电路中三极管各极对地的电位值如下表所示，判断各管的工作状态及类型。T1：UBE = -0.3V，VEVBVC，放大状态，PNP型T2：UCE = 0.3V，VEVCVB，饱和状态，NPN型T3：UCE = -6V，VCVEVB，截止状态，PNP型8.5 集成电路 8.6 晶闸管（一）普通晶闸管1、 基本结构四层半导体2、 工作原理(1)晶闸管导通条件：uA>0 uG>0(2)晶闸管导通后控制极将失去作用(3)晶闸管截止条件：或3、主要应用可控整流、开关等。（二）双向晶闸管（三）可关断晶闸管三、重要考点（一）单选题1、电压小于正向电压降时，二极管（）。A导通 B.截止 C.短路 D.正向电阻等于无穷大答案：B2、一单相桥式半控整流电路，需直流电压100V，现直接由220V交流电网供电，则晶体管的控制角为（）。A.89.42° B.90.58° C.89.58° D.90.42°答案：A 3、二极管的正向电压降可以忽略时，当外加正向电压，二极管导通，其正向电压降等于（）V。A.5 B.2 C.1 D.0答案：D4、晶体管处于饱和状态时的条件是发射结（）偏置，集电结（）偏置。A.正向，反向 B.正向，正向 C.反向，反向 D.反向，正向答案：B（二）分析题1、测得工作在放大电路中几个晶体管三个极电位值V1、V2、V3，判断管子的类型、材料及三个极。解：（1）V1=3.5V， V2=2.8V， V3=12V。NPN型硅管，1、2、3依次为B、E、C（2）V1=3V， V2=2.7V， V3=12V。NPN型鍺管，1、2、3依次为B、E、C（3）V1=6V， V2=11.3V， V3=12V。PNP型硅管，1、2、3依次为C、B、E（4）V1=6V， V2=11.7V， V3=12V。PNP型鍺管，1、2、3依次为C、B、E四、学习参考（本部分内容旨在通过介绍学习方法或对课件内容进行延伸来提高同学们对本课程的学习兴趣，掌握本课程的一些学习方法，不作为期末考试内容，供有精力的同学参考）可控硅的种类可控硅有多种分类方法。（一）按关断、导通及控制方式分类：可控硅按其关断、导通及控制方式可分为普通可控硅、双向可控硅、逆导可控硅、门极关断可控硅（GTO）、BTG可控硅、温控可控硅和光控可控硅等多种。（二）按引脚和极性分类：可控硅按其引脚和极性可分为二极可控硅、三极可控硅和四极可控硅。（三）按封装形式分类：可控硅按其封装形式可分为金属封装可控硅、塑封可控硅和陶瓷封装可控硅三种类型。其中，金属封装可控硅又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种；塑封可控硅又分为带散热片型和不带散热片型两种。（四）按电流容量分类：可控硅按电流容量可分为大功率可控硅、中功率可控硅和小功率可控硅三种。通常，大功率可控硅多采用金属壳封装，而中、小功率可控硅则多采用塑封或陶瓷封装。（五）按关断速度分类：可控硅按其关断速度可分为普通可控硅和高频（快速）可控硅。