第一部分半导体器件基础教学课件.pptVIP

1.3 半导体三极管 半导体三极管，也叫晶体三极管。由于工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，因此，还被称为双极型晶体管（Bipolar Junction Transistor,简称BJT）。 BJT是由两个PN结组成的。 一.BJT的结构 二． BJT的内部工作原理（NPN管） 三极管在工作时要加上适当的直流偏置电压。 （1）因为发射结正偏，所以发射区向基区注入电子 ，形成了扩散电流IEN 。同时从基区向发射区也有空穴的扩散运动，形成的电流为IEP。但其数量小，可忽略。 所以发射极电流I E ≈ I EN 。 （2）发射区的电子注入基区后，变成了少数载流子。少部分遇到的空穴复合掉，形成IBN。所以基极电流I B ≈ I BN 。大部分到达了集电区的边缘。 （3）因为集电结反偏，收集扩散到集电区边缘的电子，形成电流ICN 。 2．电流分配关系 三个电极上的电流关系: （1）uCE=0V时，相当于两个PN结并联。 (2)输出特性曲线 iC=f(uCE)? iB=const 现以iB=60uA一条加以说明。 输出特性曲线可以分为三个区域: 四. BJT的主要参数 1.电流放大系数 2.极间反向电流 3.极限参数 Ic增加时，? 要下降。当?值下降到线性放大区?值的70％时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流ICM。 （3）反向击穿电压 BJT有两个PN结，其反向击穿电压有以下几种： 半导体三极管的型号 当uGS＞0V时→纵向电场 →将靠近栅极下方的空穴向下排斥→耗尽层。 ②漏源电压uDS对漏极电流id的控制作用 当uGS＞UT，且固定为某一值时，来分析漏源电 压VDS对漏极电流ID的影响。（设UT=2V， uGS=4V） ②转移特性曲线： iD=f(uGS)?uDS=const 2.N沟道耗尽型MOSFET 特点： 当uGS=0时，就有沟道，加入uDS，就有iD。 当uGS＞0时，沟道增宽，iD进一步增加。 当uGS＜0时，沟道变窄，iD减小。 3、P沟道耗尽型MOSFET P沟道MOSFET的工作原理与N沟道 MOSFET完全相同，只不过导电的载流子不同，供电电压极性不同而已。这如同双极型三极管有NPN型和PNP型一样。 4. MOS管的主要参数 （1）开启电压UT （2）夹断电压UP （3）跨导gm ：gm=?iD/?uGS? uDS=const （4）直流输入电阻RGS ——栅源间的等效电阻。由于MOS管栅源间有sio2绝缘层，输入电阻可达109～1015。 当稳压二极管工作在反向击穿状态下,工作电流IZ在Izmax和Izmin之间变化时,其两端电压近似为常数 稳定电压 四、稳压二极管 稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊二极管 正向同二极管 反偏电压≥UZ 反向击穿 ＋ UZ － 限流电阻 稳压二极管的主要 参数 (1) 稳定电压UZ —— (2) 动态电阻rZ —— 在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。 rZ =?U /?I rZ愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。 (3) 最小稳定工作 电流IZmin—— 保证稳压管击穿所对应的电流，若IZ＜IZmin则不能稳压。 (4) 最大稳定工作电流IZmax—— 超过Izmax稳压管会因功耗过大而烧坏。 NPN型 PNP型 符号: 三极管的结构特点: （1）发射区的掺杂浓度＞＞集电区掺杂浓度。 （2）基区要制造得很薄且浓度很低。 - - N N P 发射区 集电区 基区 发射结 集电结 e c b 发射极 集电极 基极 - - P P N 发射区 集电区 基区 发射结 集电结 e c b 发射极 集电极 基极 若在放大工作状态： 发射结正偏： + UCE － ＋ UBE － ＋ UCB － 集电结反偏： 由VBB保证 由VCC、 VBB保证 UCB=UCE - UBE > 0 共发射极接法 c区 b区 e区 1．BJT内部的载流子传输过程  另外，集电结区的少子形成漂移电流ICBO。 IE =IC+IB 定义： (1)IC与I E之间的关系: 所以: 其值的大小约为