一、半导体基本知识
1.1 本征半导体
4价元素,纯净的硅和锗
1.2 杂质半导体
N型半导体:本征半导体中掺入5价元素,形成多余的电子
P型半导体:本征半导体中掺入3价元素,形成多余的空穴
二、PN结
一边P型,一边N型,形成PN结
载流子扩散形成内建电场,电场又使载流子漂移回去,达成平衡。
2.1 PN结单向导电性
PN结加正向电压(P正N负),内建电场被减弱,平衡被打破,扩散大于漂移,形成正向电流。
Id=Is*[e^(U/Ut)-1]
Is为反向饱和电流(加反向电压时的电流),Ut室温下为26mV.
2.2 PN结的击穿
齐纳击穿:<4V(硅)
雪崩击穿:>7V(硅)
2.3 PN结的电容效应
势垒电容:阻挡层的空间电荷引起
扩散电容:在正向电压下,多子在扩散过程中产生电荷积累引起
三、半导体二极管
3.1 二极管的特性
正向特性:硅管导通电压为0.6-0.8V,锗管为0.1-0.3V
反向特性:反向电压一定时,电流很小,反向电压超过一定值时,电流急剧增加,发生击穿
3.2 二极管主要参数
最大整流电流IF:允许通过的最大正向电流
最大反向工作电压UR:允许的最大工作电压(击穿电压)
反向电流IR:加反向电压时的电流,它越小表明单向导电性越好
最高工作频率fM:取决于PN结电容大小,电容越大,fM越高
直流电阻RD:加在管两端的直流电压与直流电流之比,非线性,正反向电阻之差越大,性能越好
交流电阻rd:电压微变化与相应的微电流变化之比
3.3 稳压二极管
让二极管工作在反向击穿区,反向电流变化很大的情况下,反向电压变化很小。
四、半导体三极管
把两个背靠背的二极管连接起来形成三极管,并且,在发射区重掺杂,基区很薄,集电结面积很大。
4.1 三极管的放大作用
发射结正偏,发射结多子扩散至基区,集电结反偏产生反向电场,基区多子被电场扫进集电结。
电流分配关系:
IE=IB+IC
IC=αIE+ICBO
IC=βIB+ICEO
ICEO=(1+β)ICBO
α=IC/IE
β=IC/IB
极间反向电流
ICEO:基极开路,集电极和发射极之间的穿透电流
ICBO:发射极开路,集电结的反向饱和电流
4.1 三极管的特性曲线
截止区:两个结均反偏,IB <=0
饱和区:两个结均正偏,UCE=0.3V
放大区:发射结正偏,集电结反偏,IC=βIB,UCE变化对IC无影响