第1章二极管、三极管和MOS管精品课件.ppt
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1、1.21.2 晶体三极管晶体三极管 1.31.3 绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管 1.1 1.1 晶体二极管晶体二极管第一章第一章第一章第一章 半导体二极管、半导体二极管、半导体二极管、半导体二极管、三极管和三极管和三极管和三极管和MOSMOSMOSMOS管管管管第1章上页下页返回杆煌鹏垃却摩直宪诛嘴怯王久薄耳猫雨琢匠冠或粥懒辅汉桩腮羔棠幢哑粥第1章二极管、三极管和MOS管ch11.1.21.1.2 二极管的特性和主要参数二极管的特性和主要参数 1.1.31.1.3 二极管的电路模型二极管的电路模型1.1.41.1.4 稳压二极管稳压二极管 1.1.11.1.1 PNPN结及其单向导电性结及其单
2、向导电性1.1 1.1 1.1 1.1 晶体二极管晶体二极管晶体二极管晶体二极管第1章上页下页返回峦亏妨涤咨栖植卤厄尿西喊臃侥糠擎问辅培馁叶鸿姚篱唐对困辉付冰卒剁第1章二极管、三极管和MOS管ch11 1.本征半导体本征半导体 完全纯净的具有晶体结构的半导体称为本征本征半导体半导体。它具有共价键结构。锗和硅的原子结构锗和硅的原子结构锗和硅的原子结构锗和硅的原子结构单晶硅中的共价键结构单晶硅中的共价键结构单晶硅中的共价键结构单晶硅中的共价键结构价价电电子子硅原子硅原子第1章上页下页返回1.1.11.1.1 PNPNPNPN结及其单向结及其单向结及其单向结及其单向导电特性导电特性导电特性导电特性侵
3、榷烛涸垣砚摧恬太与呵也浅宅新辽愧联庶凛走煌肮忱申氧惶影躺设窄驮第1章二极管、三极管和MOS管ch1 在半导体中,同时存在着电子导电和空穴导电。空穴和自由电子都称为载流子。载流子。它们成对出现,成对消失。在常温下自由电子和空穴的形成在常温下自由电子和空穴的形成复合自由电子自由电子本征本征激发激发第1章上页下页返回空穴空穴嗜哗焚峰烁姓磁防弛茫脑爹椿慷竭甜昼胸座丹谦福柿部航示殊爆毫昨耕浚第1章二极管、三极管和MOS管ch12.2.N N型半导体和型半导体和P P型半导体型半导体原理图P自由电子自由电子结构图结构图磷原子磷原子正离子正离子P+在硅或锗中掺在硅或锗中掺入少量的五价元入少量的五价元素,如磷
4、或砷、素,如磷或砷、锑,则形成锑,则形成N型型半导体。半导体。多余价电子多余价电子少子少子多子多子正离子正离子在在N N型半导体中,电子是多子,空穴是少子型半导体中,电子是多子,空穴是少子第1章上页下页 N N型半导体型半导体返回批敲亲惊率燎江魂抚抓捌泛锑杰岸雄筒免吾袜罩掖痕檄渤睡拙碍尉树哄扯第1章二极管、三极管和MOS管ch1 P P型半导体型半导体 在硅或锗中在硅或锗中掺入三价元素,掺入三价元素,如硼或铝、镓,如硼或铝、镓,则形成则形成P P型半导型半导体。体。原理图原理图BB-硼原子硼原子负离子负离子空穴空穴填补空位填补空位结构图结构图在在P P型半导体中,空穴是多子,电子是少子。型半导
5、体中,空穴是多子,电子是少子。多子多子少子少子负离子负离子第1章上页下页 返回身水韶坝浇词琵癌硬穷胚善读账表赖蜜撬蛰猛矾嗅肛顷颊抱蹈他痘缀芍醚第1章二极管、三极管和MOS管ch1 用用专门的制专门的制造工艺在同一造工艺在同一块半导体单晶块半导体单晶上,形成上,形成P P型半型半导体区域和导体区域和N N型型半导体区域,半导体区域,在这两个区域在这两个区域的交界处就形的交界处就形成一个成一个PNPN结结 。P 区区N N 区区P区的空穴向区的空穴向N区扩散并与电子复合区扩散并与电子复合N区的电子向区的电子向P区扩散并与空穴复合区扩散并与空穴复合空间电荷区空间电荷区内电场方向内电场方向 3 3.P
6、NPNPNPN结的形成结的形成结的形成结的形成第1章上页下页返回郁狰吭捣双善漾纷伟滴下卜折贿蚀雄式欣赊跨漓兢燃档辞盼愧鸵秀祖何葡第1章二极管、三极管和MOS管ch1空间电荷区空间电荷区内电场方向内电场方向 在一定条件下,多子扩散和少子漂移达到在一定条件下,多子扩散和少子漂移达到动态平衡动态平衡。P区区N区区多子扩散多子扩散少子漂移少子漂移第1章上页下页返回虎陀叼斋掀颤祝赊忙乒死篙坪镍寿螟贵呜曝补氯挞砧抨忱淮站喧些煮健帘第1章二极管、三极管和MOS管ch1 在一定条件下,多子扩散和少子漂移达到动态平衡,空间电荷区在一定条件下,多子扩散和少子漂移达到动态平衡,空间电荷区的宽度基本上稳定。的宽度基本
7、上稳定。内电场阻挡多子的扩散运动,推动少子的漂移运动。内电场阻挡多子的扩散运动,推动少子的漂移运动。空间电荷区空间电荷区内电场方向内电场方向PN多子扩散多子扩散少子漂移少子漂移结结 论论:在在PN结中同时存在多子的扩散运动和少子的漂移运动。结中同时存在多子的扩散运动和少子的漂移运动。第1章上页下页返回援酮护初谆瞎刹遂湾铱己昨察咸沙仗仔踌笆磨古杠恼价堪顿东肄碉蓖很弘第1章二极管、三极管和MOS管ch14.4.PN结的单向导电性结的单向导电性P区区N区区内电场内电场外电场外电场EI空间电荷区变窄空间电荷区变窄 P P区的空穴进入空间电荷区区的空穴进入空间电荷区和一部分负离子中和和一部分负离子中和
8、N N区电子进入空间电荷区电子进入空间电荷 区和一部分正区和一部分正 离子中和离子中和扩散运动增强,形成较大的正向电流。扩散运动增强,形成较大的正向电流。第1章上页下页外加正向电压外加正向电压返回纠哗初匣胳厨裁垦茂蔡崩简耸时坤腺慈撼憾畔掘柯摈情裂砖旗危叭垒观也第1章二极管、三极管和MOS管ch1外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走外电场驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走空间电荷区变宽空间电荷区变宽 内电场内电场外电场外电场少子越过少子越过PN结形成结形成很小的反向电流很小的反向电流IRE第1章上页下页 外加反向电压外加反向电压N区区P区区返回拔熊闯构茸窗助谚阳汪测本史恶恤虹俺接袋矢
9、诲摸特钵寝狭育到列烛芭洛第1章二极管、三极管和MOS管ch1由上述分析可知由上述分析可知:PN结具有结具有单向单向导电性导电性 即即在在PNPN结上加正向电压时,结上加正向电压时,PNPN结结电阻很低,正向电流较大。(电阻很低,正向电流较大。(PNPN结处结处于于导通导通状态)状态)加反向电压时,加反向电压时,PNPN结电阻很高,反结电阻很高,反向电流很小。(向电流很小。(PNPN结处于结处于截止截止状态)状态)切记切记第1章上页下页返回悸堕燃审竿瓤弗权藩函橱遥菠迟办辊虹肆兰录镑等眷称贼索唇善漠讨弗仪第1章二极管、三极管和MOS管ch11.1.2 1.1.2 1.1.2 1.1.2 二极管的特
10、性和主要参数二极管的特性和主要参数二极管的特性和主要参数二极管的特性和主要参数 1.1.1.1.结构结构结构结构 表示符号表示符号 面接触型面接触型点接触型点接触型引线引线触丝触丝外壳外壳N N型锗片型锗片N型硅型硅阳极引线阳极引线PNPN结结阴极引线阴极引线金锑合金金锑合金底座底座铝合金小球铝合金小球第1章上页下页阴极阳极D返回逛餐竟属升蛋仙使轴爽淳宵椿押酋雏蹭忿挖陛轨画锻颧檬刃剧圾炸京琅煎第1章二极管、三极管和MOS管ch1第1章上页下页返回几种二极管外观图几种二极管外观图小功率小功率二极管二极管大功率大功率二极管二极管 发光发光二极管二极管箍惫治诧削队揪瞎孕汹昔恬弧历停阴衰娃蒸首辟巫韦敖
11、肯皱囊衣炔贮铂撮第1章二极管、三极管和MOS管ch12.2.二极管的伏安特性二极管的伏安特性-40-20OU/VI/mA604020-50-250.40.8正向正向反向反向击穿电压击穿电压死区死区电压电压U(BR)硅管的伏安特性I/A第1章上页下页返回-20-40-250.40.2-5010O155I/mAU/V锗管的伏安特性I/A死区死区电压电压死区电压:硅管约为死区电压:硅管约为:0.5V,锗管约为锗管约为:0.1V。导通时的正向压降:硅导通时的正向压降:硅管约为管约为:0.6V0.8V,锗管锗管约为约为:0.2V0.3V。常温下,反向饱和电流常温下,反向饱和电流很小很小.当当PNPN结温
12、度升高时,结温度升高时,反向电流明显增加反向电流明显增加。注 意:硬川湖睦师涌拜熊书袭蛔冉栏踢葫桂谜裹居邢院壹尹约哄垒前辆琼省获充第1章二极管、三极管和MOS管ch13 3.二极管的主要参数二极管的主要参数二极管的主要参数二极管的主要参数-40-20OI/mA604020-50-250.40.8正向正向反向反向击穿电压击穿电压死区死区电压电压U(BR)I/AU/V第1章上页下页最大整流电流最大整流电流最大整流电流最大整流电流I I I IFMFMFMFM 最高反向电压最高反向电压最高反向电压最高反向电压U U U URMRMRMRM 最高工作频率最高工作频率最高工作频率最高工作频率f f f
13、fM M M M 最大反向电流最大反向电流最大反向电流最大反向电流I I I IRMRMRMRM 返回笑型里寒旨涪途了饺恳咆估戴涝禹甫樊蚂凳由禄私丈枪敬蜀抡范形疚龄寒第1章二极管、三极管和MOS管ch1第1章上页返回下页1.1.3 1.1.3 1.1.3 1.1.3 二极管的电路模型二极管的电路模型二极管的电路模型二极管的电路模型 1.1.二极管的工作点二极管的工作点EERUQIQER-D-UQU=E RI工作点:QIUO盆鞘释薄走远鸥灾鄂眯疑攀场鸿拎镑屑复讼爪自康毛绒淑魂吊锚巩巨富凭第1章二极管、三极管和MOS管ch1第1章上页返回下页二极管的静态电阻和动态电阻二极管的静态电阻和动态电阻静态
14、电阻:静态电阻:UQIQRD=动态电阻:动态电阻:rD=UI IIUUQIQQIUO塔婪扳余尤幕苯贮口翅康削鞋钟道意哀奈膛甥亿愉静缠放嘿肤瘴肝栗土耪第1章二极管、三极管和MOS管ch1第1章上页返回下页IU2.2.二极管特性的折线近似及模型二极管特性的折线近似及模型QU0NOPU=UON +rD I二极管的电路模型二极管的电路模型+UONrDDiI骑稽贤骸赚虚溅跑菠剧哺默丹旱咒挂部队冤点春圈舶弹针厌诅镁蒋宴甫惫第1章二极管、三极管和MOS管ch1稳压管是一种特殊的面接触型半导体二极管。稳压管是一种特殊的面接触型半导体二极管。符号符号:DZ阴阴 极极阳阳 极极特点特点:(1)(1)反向特性曲线比
15、较陡反向特性曲线比较陡(2)(2)工作在反向击穿区工作在反向击穿区1.1.41.1.4 稳压二极管稳压二极管第1章上页下页返回I/mAU/V0 0UZIZIU-朝胸演减披哺赠苦江粪德擒址综称租坝鸽取龄澡夹鸣简赤督咆揍撇少瘦协第1章二极管、三极管和MOS管ch1稳压管的主要参数稳压管的主要参数:第1章上页下页稳定电压稳定电压UZ稳定电流稳定电流I IZ Z动态电阻动态电阻rZ最大允许耗散功率最大允许耗散功率PZ M一般情况:高于6V的UZ为负,低于6V的UZ为正。电压温度系数电压温度系数UZrz=UZ/IZ返回I/mAU/V0 0UZIZ掷鼓藤部掏文暴盯袁破贯干畔股撅补詹暖铁断阮铅汹送臂擞橙踊奠
16、讯据煮第1章二极管、三极管和MOS管ch1第1章上页下页返回稳压管构成的稳压电路稳压管构成的稳压电路稳压管构成的稳压电路稳压管构成的稳压电路 图中R为限流电阻,用来限制流过稳压管的电流。RL为负载电阻。UiR-DZRL-UOIILIZUZ 由于稳压管工作在其反向特性端,因而在反向击穿的情况下可以保证负载两端的电压在一定的范围内基本保持不变。俘严仔办戊鼻俄戎瓜网尖蓄凰胡豹婶截洪浓脐抱诵恢窍崎瑰婉轿罚赣害限第1章二极管、三极管和MOS管ch11.21.2 晶体三极管晶体三极管晶体三极管晶体三极管1.2.1 1.2.1 基本结构和电流放大作用基本结构和电流放大作用1.2.2 1.2.2 特性曲线和主
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