截图
简介
这是一个关于二三极管的供应商PPT课件，包括了半导体的特点，本征半导体，掺杂半导体，P型半导体，半导体二极管，三极管的结构和类型，三极管的主要参数，复合三极管等内容，高斯贝尔数码科技二、三极管高斯贝尔数码科技半导体的特点：自然界的物质就其导电性能可分为导体、绝缘体、半导体。半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，其电阻率约为导体的1000亿倍。半导体是制造晶体管的原料，它之所以能得到广泛应用，主要原因并不在于它的电阻率大小，而在于其电阻率随温度、光照以及所含杂质的种类、浓度等条件的不同而显著的差别。半导体的导电性能有如下一些显著特点：高斯贝尔数码科技 1、半导体的电阻率随温度上升而显著下降，呈负温度系数的特性。半导体的导电能力随温度上升而显著增加。利用半导体的温度特性，可以把它作为热敏材料制成热敏元件。 2、半导体的电阻率随光照的不同而改变。利用半导体的灾一特性，可以用它作为光敏材料制成光敏元件。 3、半导体的电阻率与所含微量杂质的浓度有很大并系。可以利用这一特性，通过工艺手段，生产各种性能和用途的半导体器件。高斯贝尔数码科技本征半导体：常用的半导体材料有硅和锗，高纯度的硅和锗都是单晶结构，它们的原子整齐地按一定的规律排列着，原子之间的距离不仅很小，而且是相等的。把这种非常纯净的且原子排列整齐的半导体称为本征半导体，欢迎点击下载二三极管的供应商PPT课件哦。
二三极管的供应商PPT课件是由红软PPT免费下载网推荐的一款仪器设备PPT类型的PowerPoint.
高斯贝尔数码科技二、三极管高斯贝尔数码科技半导体的特点：自然界的物质就其导电性能可分为导体、绝缘体、半导体。半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，其电阻率约为导体的1000亿倍。半导体是制造晶体管的原料，它之所以能得到广泛应用，主要原因并不在于它的电阻率大小，而在于其电阻率随温度、光照以及所含杂质的种类、浓度等条件的不同而显著的差别。半导体的导电性能有如下一些显著特点：高斯贝尔数码科技 1、半导体的电阻率随温度上升而显著下降，呈负温度系数的特性。半导体的导电能力随温度上升而显著增加。利用半导体的温度特性，可以把它作为热敏材料制成热敏元件。 2、半导体的电阻率随光照的不同而改变。利用半导体的灾一特性，可以用它作为光敏材料制成光敏元件。 3、半导体的电阻率与所含微量杂质的浓度有很大并系。可以利用这一特性，通过工艺手段，生产各种性能和用途的半导体器件。高斯贝尔数码科技本征半导体：常用的半导体材料有硅和锗，高纯度的硅和锗都是单晶结构，它们的原子整齐地按一定的规律排列着，原子之间的距离不仅很小，而且是相等的。把这种非常纯净的且原子排列整齐的半导体称为本征半导体。从图可以看出，它们的最外层电子数都是4个，故叫4价元素。正常情况下，它们的原子都呈中性。在硅、锗制成单晶后，最外层4个价电子不仅受自身原子核束缚，还与其相邻的4个原子核相吸引，2个相邻原子之间共有1对价电子，价电子称为共价键结构。如果共价键中的价电子受热激发获高斯贝尔数码科技得足够能量，则可摆脱共价键的束缚而成为自由电子。这个电子原来所在的共价键的位置上就留下一个缺少负电荷的空位，这个空位称为空穴。显然，空穴带正电荷。在本征半导体中，自由电子和空穴的数量是相同的，称之为电子空穴对，本征半导体靠热激发的电子空穴对很少。本征半导体有如下特点： A、温度越高，电子空穴对越多。 B、电子空穴对的热运动是杂乱无章的，就整体而言，对外不显电性。只有在外电场作用下，电子和空穴运动才具有方向性高斯贝尔数码科技掺杂半导体：本征半导体实际使用价值不大，但如果在本征半导体中掺入微量的某种杂质元素，就形成N型和P型半导体。 1、N型半导体：在本征半导体（以硅为例）中掺入少量的5价元素，如磷（P）、砷（As）等，因为磷原子的最外层有5个价电子，其中4个价电子与相邻硅原子的最外层价电子组成共价键形成稳定结构，多余的电子很容易受激发成为自由电子。掺入磷元素越多，则自由电子越多。这种掺入5价元素的半导体称为N型半导体。N型半导体主要靠自由电子导电，称为多数载流子，而空穴数量远少电子数量，称之为少数载流子。高斯贝尔数码科技 P型半导体在本征半导体掺入3价元素(B)，因为硼原子最外层只有3个电子，3个价电子和相邻的3个硅原子形成共价键后，就留下一个空穴空穴数量增多，自由电子则相对很少，故掺入3价元素的半导体称为P型半导体，如图1.1.4所示。P型半导体主要靠空穴导电，称为多数载流子，而自由电子远少于空穴的数量，称为少数载流子。高斯贝尔数码科技注意：不论N型半导体还是P型半导体都是电中性，对外不显电性。 PN结成与特性 1.PN结的形成 当P型半导体和N型半导体接触以后，由于交界两侧半导体类型不同，存在电子和空穴的浓度差。这样，P区的空穴向N区扩散，N区的电子向P区扩散。由于扩散运动，在P区和N区的接触面就产生正、负离子层。N区失掉电子产生正离子，高斯贝尔数码科技 P区得到电子产生负离子。通常称这个正、负离子层为PN结，如图上图所示。 在PN结的P区一侧负电，N区一侧带正电。PN结便产生了内电场，内电场的方向从N区指向P区。内电场对扩散运动起到阻碍作用，电子和空穴的扩散运动随着内电场的加强而逐步减弱，直至达到平衡，在界面处形成稳定的空间电荷区，如图1.1.5(b)所示。高斯贝尔数码科技 2.PN结的特性 (1)PN结的正向导通特性 给PN结加正向电压，即P区接正电源，N区接负电源，此时称PN结为正向偏置，如图1.1.6(a)所示。高斯贝尔数码科技 这时PN结外加电场与内电场方向相反，当外电场大于内电场时，外加电场抵消内电场使空间电荷区变薄，有利于多数载流子运动，形成正向电流，加电场越强，正向电流越大，这意味PN结的正向电阻变小。 (2)PN结反向截止特性 给PN结加反向电压，即电 正极接N区，负极接P区，称PN结反向偏置，如图1.1.6(b)所示。这时外加电场与内电场方向相同，使内电场的作用增强，PN结变厚，多数载流子运动又难于进行，有助于少数载流子运动，形成电流IR，少数载流子很少，所以电流很小，接近于零，即PN结反向电阻很大。高斯贝尔数码科技 综上所述，PN结具有单向导电性，加正向电压时，PN结电阻很小，电流IF较大，是多数载流子的扩散运动形成；加反向电压时PN结电阻很大，电流IR很小，是少数载流子运动形成。高斯贝尔数码科技 1.2半导体二极管 一个PN结加上相应的外引线，然后用塑料、玻璃或铁皮等材料做外壳封装就成为最简单的二极管。二极管按所用材料不同分为锗管和硅管。 1.2.1二极管的结构和类型 接在二极管P区的引出线称二极管的阳极，接在N区的引出线称二极管的阴极，如图1.2.1(a)所示，二极管的符号如图1.2.1(b)所示，其中三角箭头表示正向电流的方向，正向电流从二极管阳极流入，阴极流出。高斯贝尔数码科技 二极管有许多类型。从工艺上分为点接触和面接触型；按用途分，有整流管、检波二极管、稳压二极管和开关二极管等。 (1)点接触型二极管。如图1.2.1(c)所示，它是用一根含杂质的金属触丝压在半导体晶片上，经特殊工艺、方法，使金属触丝上的杂质掺入到晶体中，从而形成导电类型与原晶体相反的区域而构成PN结。因而结面积小，允许通过的电流小，但结电容小，工作频率高，适合用作高频检波器件。 (2)面接触型二极管。如图1.2.1(d)所示，由于面接触型二极管的PN 结接触面积较大，PN结电容较大，一般适于较低的频率下工作，由于接触面积大，允许通过较大电流和具有较大功率容量，适用于作整器件。高斯贝尔数码科技 1.2.2二极管的特性 既然二极管内部是一个PN结，因此它具有PN结的特性。 (1)正向特性 当二极管承受正向电压很低时，还不足以克服PN结内电场对多数载流子运动的阻挡作用，这一区段二极管正向电流IF很小，称为死区。通常，硅材料二极管的死区电压约为0.5V，锗材料二极管的死区电压约为0.2V。高斯贝尔数码科技 当正向电压超过死区电压值时，外电场抵消了内电场，正向电流IF随外加压的增加而明显增大，二极管正向电阻变得很小。当二极管完全导通后，正向压降基本维持不变，称为二极管正向导通压降UF，一般硅管UF为0.7V，锗管的UF为0.3V，以上是二极管的正向特性。 高斯贝尔数码科技 (2)反向特性 当二极管承受反向电压时，外电场与内电场方向一致，只有少数载流子的漂移运动，形成漏电流IR极小，一般硅管的IR为几微以下， 锗管IR较大，几十到几百微安。这种特性称为反向截止特性。 当反向电压增大到某一数值时，反向电流将随反向电流增加急剧增大，这种现象称二极管反向击穿，击穿时对应的电压称为反向击穿电压。普通二极管发生反向击穿后，造成二极管反向特性。高斯贝尔数码科技三极管的结构和类型：三极管是由形成两个PN结的3块杂质半导体组成，因杂质半导体公有P、N型两种，所以三极管的组成形式只有NPN型和PNP型。高斯贝尔数码科技不管是NPN还是PNP型三极管，都有三个区：发射区、基区、集电区，以及分别从这三个区引出的电极：发射极E、基极B、集电极C，两个PN结分别为发射区与基区之间的发射结和集电区与基区之间的集电结。三极管具有基区很薄（一般仅有1um至几十微米厚）、发射区浓度很高、集电结截止面积大于发射结的特点。注意PNP型和NPN型三极管表示符号的区别是发射极的箭头方向不同，它表示发射结加正向偏置时的电流方向。使用中注意电源的极性，确保发射结加正偏置电压，三极管才能正常工作。高斯贝尔数码科技三极管根据基片的材料不同，分为锗管和硅管两大类，目前国内生产的硅管多为NPN型，锗管多为PNP型；从频率特性分为高频管和低频管；从功率大小分为大功率管、中功率管和小功率管等。实际应用中采用NPN型三极管较多。三极管电流分配和放大作用: 加电源电压U1进发射结承受正向偏置电压，而电源U2＞U1，使集电结承受反向偏置电压，这样做的目的是使三极管能够具有正常的电流放大作用。 高斯贝尔数码科技通过改变电阻RB，基极电流IB，集电极电流IC和发射电流IE都发生变化，表1.3.1为试验所得一组数据： 将表中数据进行比较分析，可得出如下结论： (1)IE=IC+IB，三个电流之间的关系符合基尔霍夫电流定律。 (2)IC≈IE，IB虽然很小，但对IC有控制作用，IC随IB改变而改变。例如IB由40μA增加到50μA，IC从3.2mA增加到4mA，则高斯贝尔数码科技 β= = =80 β称为三极管电流放大系数，它反映三极管电流放大能力，也可以说电流IB对IC的控制能力。 三极管电流之间为什么具有这样的关系呢？可以通过三极管内部载流子的运动规律来解释。 高斯贝尔数码科技 1.发射区向基区发射电子 由图1.3.3可知，电源U2经过电阻RB加在发射结上，发射结正偏，发射区的多数载流子—自由电子不断地越过发射结而进入基区，形成发射极电流IE。同时基区多数载流子也向发射区扩散， 但由于基区多数载流子浓度远远低于发射区载流子浓度。 可以不考虑这个电流。因此可以认为三极管发射结电流主要是电子流。 高斯贝尔数码科技 2.基区中电子的扩散与复合 电子进入基区后，先在靠近发射结的附近密集，渐渐形成电子浓度差，在浓度差的作用下，促使电子流在基区中向集电结扩散，被集电结电场拉入集电区，形成集电流IC。也有很小一部分电子(因基区很薄)与基区的空穴复合。扩散的电子流与复合电子流之比例决定了三极管的大能力。高斯贝尔数码科技 3.集电区收集电子 由于集电结外加反向电压很大，这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散，同时将扩散一集电结附近的电子拉入集电极主电流ICN。另外集电区的少数载流子----空穴也会产生漂移运动，流向基区形成反向饱和电流，用ICBO来表示，基数值很小，但对温度却非常敏感。高斯贝尔数码科技以上分析的是NPN型三极管的电流放大原理，对于PNP型三极管，其工作原理相同，只是三极管各极所接电源极性相反，发射区发射的载流子是空穴而不是电子 。 1.3.3三极管的特性曲线 三极管的特性曲线全面反映了三极管各极电压与电流间的关系，是分析三极管各种电路的重要依据。由于三极管有三个电极、输出各占一个电极，一个公共极，高斯贝尔数码科技因此要用两种特性曲线来表示，即输入特性曲线和输出特性曲线。图1.3.4是测试三极管内共射极接法特性的电路图。 1.输入特性曲线 输入特性是指三极管的集、射极间电压uCE一定时，基极电流iB与基、射极间电压uBE之间的关系曲线，其表达式为 高斯贝尔数码科技测量输入特性时，先固定uCE≥0，调节RPl，测出相应的iB和UBE值，便可得到一条输入特性线，如图1.3.5所示。当Uce≧1V时，就能保证集电结处于反向偏置，电场足以把从发射区扩散到基区的绝大部分电子吸收到集电区。如果再增加Uce，对iB影响很小，也就是和Uce≥1V时的输入特性曲线重合的。图1.3.5是三极管3DG4的输入特性曲线，与二极管的正向伏安特性很相似，也存在一段死区。硅管死区电压约为0.5V，锗管死区电压为0.2V，正常导通后，硅管的uBE约为0.6～0.7V之间，而锗管在0.3V左右。高斯贝尔数码科技 .2输出特性曲线 输出特性曲线是指当三极管基极电流iB为常数时，集电结电流ic与集、射极间电压uCE之间的关系，即 在图1.3.4中，先调节RPl为一定值，例如IB=40μA，然后调节RP2使uCE由零开始逐渐增大，就可作出特性曲线，如图1.3.6所示。高斯贝尔数码科技根据三极管的工作状态不同，可将输出特性分为三个区域。 (1)截止区 iB=0，这条曲线以下的区域称为截止区，这时iC=ICEO≈0。集电极到发射极只有很徽小电流，称为穿透电流。三极管集电极与发射极之间接近开路，类似开关断开状态，无法放大作用，呈高阻状态。此时uBE低于死区电压或uBE≤0V，三极管可靠截止，发射结和集电结都处于反向偏置。高斯贝尔数码科技 (2)放大区在iB=0的特性曲线上方，各条输出特性曲线近似平行于横轴的曲线族部分。UCE 在1V以上，iC基本不随着uCE变化，呈现恒流特性。在放大区，iC的大小随iB变化，iC=βiB。此时发射结处于正向偏置一，集电结处于反向偏置，三极管处于放大状态。高斯贝尔数码科技 (3)饱和区输出特性曲线近似直线上升部分称饱和区Uce≤1V，三极管饱和时uCE值称为饱和压降，用uCE(SAT)来表示，因uCE(SAT)值很小，三极管的C，E两极之间接近短路，此时发射结和集电结都处于正偏。综上所述，三极管工作在放大区，具有电流放大作用；常用来构成各种放大电路；三极管工作在截止区和饱和区，相当于开关的断开和接通，常用于开关控制和数字电路。高斯贝尔数码科技 1.3.4三极管的主要参数 1.电流放大系数β 动态(交流)电流放大系数β(hfe)：当集电极电压UcE为定值时，集电极电流变化量ΔiC与基极电流变化量ΔiB之比，即 β= =常数 静态(直流)电流放大系数 高斯贝尔数码科技 β和β含义不同，但通常在输出特性较好的情况下，两个数值差别很小，一般不作严格区分。注意，三极管是非线性器件，在iC较大或者较小的β值都会减小，只有在特性曲线等距、平行部分β值才基本不变。常用的小功率三极管，β值约为20～150，大功率的β值一般较小(10～30)。选用三极管时，注意既要考虑β值大小，又要考虑三极管的稳定性能。高斯贝尔数码科技 2.极间反向电流集、基极间反向饱和电流ICBO：指发射极开路时，集电结在反向电压作用下，集、基极间的反向漏电流。 ICBO的测试电路如图1.3.7所示。和二极管一样， ICBO越小越好。 ICBO受温度影响较大，硅材料的比锗材料三极管的ICBO小几倍到几十倍，所以在温度较高时，选用硅三极管。集电极、发射极间反向电流ICBO，也称穿透电流ICBO的测试电路如图1.3.8所示。高斯贝尔数码科技在基极开路时，集电极、发射极间产生的电流。一般情况下 ICBO、 ICBO都受温度影响很大，它们都随温度升高而增大，由式(1.3.3)得知， ICBO对三极管影响更大，一般希望ICBO越小越好。 3.极限参数 (1)集电极最大允许电流ICM：当iC超过一定数值时β下降， β下降到正常β的2/3时所对应的iC值ICM，当Ic＞ICM时，长时间工作可导致三极管损坏。高斯贝尔数码科技 (2)反向击穿电压U(BR)CEO：基极开路时，集电极、发射极之间最大允许电压，称为反向击穿电压U(BR)CEO。当UCEO＞U(BR)CEO时三极管ic，iE剧增，使三极管击穿损坏。为可靠工作，使用中取。 (3)集电极最大允许耗散功率PCM：集电极电流流过集电结时，产生的功耗使结温升高，太高使三极管烧毁，因此规定PC=iCuCE≤PCM。根据给定的PCM值可以作出一条PCM曲线如图1.3.9所示，由PCM ， ICM和U (BR) CMO包围的区域为三极管安全工作区。高斯贝尔数码科技三极管除了上述主要参数外，还有其他参数，使用中请查阅有关手册。 [例1.3.1]在图1.3.2所示电路中，若选用3DG6D型号的三极管，问：(1)电源电压Ucc最大不得超过多少伏？(2)根据Ic≤ICM要求，RC电阻最小不得小于多少千欧？ [解]查表，3DG6D参数是高斯贝尔数码科技 UcE最低一般为0.5V，又 1.3.5复合三极管复合三极管是把两个三极管的引脚适当地连接起来使之等效为一个三极管，典型结构如图1.3.10(a)、(b)所示。高斯贝尔数码科技以图1.3.10(a)为例分析： 复合管的电流放大系数β近似的等于两个电流放大系数的乘积。 复合管具有穿透电流大的缺点。
展开
