第四单元小结 主线串讲(1)----器件部分 <<西电丝路云课堂>> 孙肖子.

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1 第四单元小结 主线串讲(1)----器件部分 <<西电丝路云课堂>> 孙肖子

2 主线串讲(1)----器件部分 u-i指数特性 二极管 场效应管 参数 PN结单向 导电特性 温度特性 击穿特性 电容特性 半导体基础
特性及参数 应用:开关, 整流,限幅等 双极型 晶体三极管 场效应管 特性曲线 指数 平方律 参数 小信号等效电路

3 主线串讲(1)----器件部分 一. 半导体基础,二极管及其基本应用 重点, 难点, 考点:
一. 半导体基础,二极管及其基本应用 重点, 难点, 考点: ▲ 本征半导体,N型半导体, P型半导体的特点,半导体中载流子及电流: ▲ PN结形成原理, PN结指数伏安特性,温度特性,击穿特性,电容特性; ▲ 二极管的交流电阻和直流电阻,门限(死区)电压,,极限参数; ▲ 二极管的基本应用:开关,限幅,整流,门电路,箝位等 ▲ 稳压管的原理及基本电路. ▲ 难点: 判断二极管啥时导通? 啥时截止? 稳压管是否击穿?

4 主线串讲(1)----器件部分 1.半导体基础需掌握的知识点:
◆本征半导体---纯净的半导体, .锗(Ge)和硅(Si)均为4价元素,组成共价键 晶体结构.载流子极少,且自由电子浓度=空穴浓度(ni=pi),呈现电中性. 温度光照导致载流子浓度变化.锗比硅的温度稳定性差. ◆”掺杂”可大幅度改变载流子浓度, 在硅(或锗)中掺入5价元素--N型半导体,自由电子为多子,空穴为少子,nN>>pN, 且nn≈Nd(掺杂浓度),但仍呈电中性(正负电荷相等), 即自由电子数=正离子数 +空穴数. 在硅(或锗)中掺入3价元素--P型半导体,空穴为多子,电子为少子, pP>>np 且pp=P (掺杂浓度),,但仍呈电中性.即空穴数=负离子数+电子数. ◆ 在电场作用下载流子定向运动形成电流称漂移电流,漂移电流正比于 电场强度和载流子浓度. 在浓度差作用下载流子定向运动形成电流称扩散电流,扩散电流正比于 浓度梯度.

5 主线串讲(1)----器件部分 2. P-N结原理及特性需掌握的知识点:
▲ 通过一定工艺,使N型和P型半导体接触而形成PN结. PN结又称阻挡层, 空间电荷区, PN 内存在电场, PN结外仍为电中性区. PN结宽度与 掺杂浓度有关,掺杂浓度越高, PN结越薄. ▲ PN结外加正偏压(P+,N-)时, PN结变薄,势垒变低,有利多子扩散而形成正 向电流.反之, PN结外加负偏压(P-,N+)时, PN结变厚,势垒变高,不利多子 扩散,有利少子漂移形成反向电流,由于少子浓度很低,故反向电流很小.

6 主线串讲(1)----器件部分 2. P-N结原理及特性需掌握的知识点: 硅的Is比锗小很多.
●雪崩击穿为正温度系数,温度升高,击穿电压增大; 齐纳击穿为负温度系数,温度升高,击穿电压减小; 硅的Is比锗小很多. ▲ P-N结电容特性: ●势垒电容CT,反映P-N结空间电荷区内的电荷存储效应, ●扩散电容CD,反映P-N结正偏时, P-N结外的电荷存储效应, CT,CD对器件高频特性有影响,变容管是利用势垒电容CT随 反偏电压增大而减小的特性.

7 主线串讲(1)----器件部分 ◆二极管的极限参数: 都是工作点Q的函数. ○最大电流IDM; ○最大功耗PDM=IDM×UD;
○最大允许反压(击穿电压UBR0); ○最大工作频率(与PN结电容有关);

8 主线串讲(1)----器件部分

9 主线串讲(1)----器件部分 4.稳压二极管特性及基本应用电路 稳压管是利用其反向击穿特性,以达到稳定电压之目的. ◆稳压管特性
◆对稳压管要求: ○击穿电压UZ稳定,rz=△UZ/△IZ小; ○温度系数小,方法1.选择兼有雪崩击穿与齐纳击穿机理的管子,使正负温度系数互相抵消;方法2.用两个稳压管对接,使正负温度系数互相补偿; ○击穿要彻底,IZ>2～3mA, ○功耗不超过PZ=IZ×UZ<PZM 正向特性同 普通二极管 反向击穿特性 ±(UD+UZ) ◆稳压管电路 限流电阻 假设稳压管不击穿(断开), 若UO=[RL/(RL+R)] ×Ui>Uz,则稳压管击穿工作,UO=UZ, 否则,稳压管不击穿, UO=[RL/(RL+R)] ×Ui.

10 主线串讲(1)----器件部分 二. 双极型晶体三极管特性与参数 1. 重点, 难点, 考点: ◆双极型晶体三极管的电流方程;
二. 双极型晶体三极管特性与参数 1. 重点, 难点, 考点: ◆双极型晶体三极管的电流方程; ◆双极型晶体三极管的特性曲线:输入特性,输出特性,转移特性; ◆双极型晶体三极管的参数及其含义; ◆双极型晶体三极管的小信号模型; ◆双极型晶体三极管的极限参数.

11 主线串讲(1)----器件部分 2. 双极型晶体三极管需掌握的知识点: ◆两种管型: NPN,PNP,二者电压电流方向相反;
2. 双极型晶体三极管需掌握的知识点: ◆两种管型: NPN,PNP,二者电压电流方向相反; ◆ 双极型晶体三极管的电流方程---指数特性 放大区:发射结正偏,集电结反偏; 饱和区:发射结正偏,集电结正偏; 截止区:发射结反偏,集电结反偏; ◆特性曲线:输入特性,输出特性,转移特性(以NPN为例);

12 主线串讲(1)----器件部分 2. 双极型晶体三极管需掌握的知识点: ◆小信号模型
2. 双极型晶体三极管需掌握的知识点: 厄尔利电压 ◆小信号模型 压控型 流控型 ◆极限参数:最大允许功耗PCM,最大允许电流ICM,最大允许反压UBRCE0, UBRBE0等

13 主线串讲(1)----器件部分 三.场效应管特性与参数 1. 重点, 难点, 考点:
1. 重点, 难点, 考点: ◆结型场效应管的工作原理,电流方程,特性曲线及参数gm,rds的含义; ◆MOS场效应管的工作原理,电流方程,特性曲线及参数gm,rds的含义; (重点是增强型MOS管) ◆场效应管的小信号模型; ◆场效应管与双极型晶体管的对比,特点。 ◆难点:管子类型多,易混淆.

14 主线串讲(1)----器件部分 2.场效应管特性与参数所需掌握的知识点:

15 主线串讲(1)----器件部分 2.场效应管特性与参数所需掌握的知识点: ◆场效应管类型 ◆场效应管特性
要求给定管子符号,能画出特性; 相反给定特性,能识别管子类型. 2.场效应管特性与参数所需掌握的知识点: ◆场效应管类型 ◆场效应管特性 输出特性 转移特性 ◆场效应管没有输入特性,只有输出特性和转移特性.

16 主线串讲(1)----器件部分 2.场效应管特性与参数所需掌握的知识点: ◆场效应管参数:
1)最重要的参数是跨导 表征栅源电压uGS对漏极电流IDS的控制能力 4)小信号模型 3)场效应管 极限参数:最大允许功耗PDM, 最大允许电流IDM, 最大允许反压UBRDS0, UBRGS0, 最高工作频率fD等.

17 主线串讲(1)----器件部分 双极型晶体管与场效应管对比: 同样大小电流下,晶体管的跨导比场效应管跨导大.
即晶体管的放大倍数比场效应管大. ◆简化 模型:

18 主线串讲(1)----器件部分 谢谢收看和听讲, 欢迎下次再相见! <<西电丝路云课堂>>