电工电子技术与技能课件单元七 常用半导体器件模块一 半导体及半导体二极管

反向击穿电压：二极管在反向电压作用下， 能够承受的最大电压
开关速度：二极管从正向导通到反向截止 的时间
反向漏电流：二极管在反向电压作用下， 流过二极管的电流
噪声系数：二极管在信号传输过程中产生 的噪声大小
晶体管的特性参数与性能指标
输出电阻：ro，表示晶体管 输出端的电阻
频率特性：fT，表示晶体管 能够工作的最高频率
使用注意事项：在使用二极 管时，需要注意二极管的极 性，避免接反导致电路损坏
散热问题：在使用二极管时， 需要注意二极管的散热问题， 避免过热导致电路损坏
晶体管的选用与使用注意事项
晶体管类型：根据电路需求选择合适的晶体管类型，如NPN、PNP、 MOSFET等。
工作频率：选择工作频率满足电路需求的晶体管，避免频率过高导致晶 体管损坏。
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半导体器件的选用与使 用注意事项
二极管的选用与使用注意事项
选用原则：根据电路要求选 择合适的二极管类型和参数
正向导通电压：选择二极 管时，需要考虑正向导通 电压与电路电压的匹配
反向耐压：选择二极管时， 需要考虑反向耐压与电路电 压的匹配
反向漏电流：选择二极管时， 需要考虑反向漏电流与电路 要求的匹配
稳定性： 指集成电 路在正常 工作状态 下的稳定 性能
集成电路 的封装形 式：包括 DIP、 QFP、 BGA等
集成电路 的应用领 域：包括 消费电子、 通信、汽 车电子等
场效应管的特性参数与性能指标
栅极电压：控制场效应管的导通和关断 漏极电流：场效应管的输出电流 输入阻抗：场效应管的输入阻抗高，可以减少信号损失 输出阻抗：场效应管的输出阻抗低，可以减少信号损失 开关速度：场效应管的开关速度快，可以减少信号损失 功耗：场效应管的功耗低，可以减少能源消耗

是用平均值来表示，记为UO，根据半波整流波形在一个周期内积
分的平均有
UO
1 T
T
uidt
0
1 2π
π 0
2Ui sin tdt
2 π
Ui
0.45Ui
在本题中因为Ui =10V，所
以
UO 0.45Ui 4.5V
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半导体器件——二极管
（2）选择整流二极管主要是选择其参数，由于在负半周时二极 管不导通，这时加在二极管上的最大反向电压为10 2V的电压。在 二极管导通期间流过二极管的电流就是流过负载电阻的电流
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半导体器件——二极管
温度变化时的特性曲线
温度升高，正向特性左移，反向特性下移
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半导体器件——二极管
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三、主要参数
半导体器件——二极管
1.最大整流电流 IOM（IF）
二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流
当输入为正半周时二极管D导通，负载上得到正弦波 正半周信号。当输入为负半周时二极管D截止，在负载上 得到是一个单向脉动的电压。
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半导体器件——二极管
[例题]如图中 ui (t) 10 2 sin 31试4t,求R输L 出 4电压, 平均值，并选
择整流二极管。
[解]（1）由于整流后的输出电压是脉动直流电压，通常它的大小
最大耗散功率PZM （电流IZM ）
稳压管不因为过热而损坏的最大功率损耗值（电
流值），它取决于PN结面积和散热条件。IZm= PZM／UZ
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大电阻为二极管反向电阻，如图1.8(b)所示。 由于模拟万用表置电阻挡时，黑表笔连接 的为表内电池正极，红表笔连接的为表内电池负极，所以测得正向电阻时，与黑表笔相连 的引脚为二极管的正极(A)，红表笔所接引脚为负极(K)。 若正、 反向电阻阻值相差不大， 则为劣质管；
若正、反向电阻阻值都非常大，表明管子内部已断路；若正、反向电阻阻值都很小， 则表明管子内部已短路。出现断路时，表明二极管已损坏。管子正常情况下，若正向电阻 为几千欧，则为硅管;若正向电阻为几百欧，则2 特性及主要参数 1. 单向导电性 二极管的主要特性是单向导电性。 加在二极管两端的电压称为偏置电压，若将直流电 源的正端加到二极管正极(PN结的P区)，负端加到二极管的负极(PN结的N区)，如图1.5(a)所 示，称为二极管(PN结)正向偏置，简称正偏。 这时电流表示出较大的电流值，二极管的这 种状态称为正偏导通，二极管呈现很小的电阻。 若将直流电源的正端接二极管的负极，负 端接二极管的正极，如图1.5(b)所示，称为二极管(PN结)反向偏置，简称反偏。 这时电流表 示出的电流值几乎为零，二极管的这种状态称为反向截止，即二极管呈现很大的电阻。 这 种允许一个方向电流流通的特性，称为单向导电性。
半导体二极管及其应用
3.基本应用 利用稳压管组成的简单的稳压电路如图1.15所示，R为限流电阻，RL为稳压电路的负载。 当输入电压UI、负载RL变化时，该电路可维持电压UO的稳定。
稳压二极管正常稳压工作时，有下述方程式：
若RL不变，UI增大时，UO将会随着增大，加于二极管两端的反向电压增加，使电流IZ 大大增加，IR也随之显著增加，从而使限流电阻上的压降IRR 增大，其结果是，UI的增加量 绝大部分都降落在限流电阻R 上，从而使输出电压UO基本维持恒定。反之，UI下降时，IR减 小，R 上压降减小，从而维持UO基本恒定。

体
•硅和锗 的简化 原子模 型。
•这是硅和锗构成的 共价键结构示意图 • 晶体结构中的 共价键具有很强的 结合力，在热力学 零度和没有外界能
量激发时，价电子
没有能力挣脱共价
•一般情况下，本征半导体中的载流子浓
键束缚，这时晶体 中几乎没有自由电
度很小，其导电能力较弱，且受温度影响 子，因此不能导电
很大，不稳定，因此其用途还是很有限的
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•讨论题
•半导体导电机理 •和导体的导电机
• 半导体的导电机理与金属导体 的导电机理有本质的区别：金属 导体中只有一种载流子—自由电
•理有什么区别？
子参与导电，半导体中有两种载
流子—自由电子和空穴参与导电
，而且这两种载流子的浓度可以
•杂质半导体中的多数载
通过在纯净半导体中加入少量的
• 面接触型二极管PN结面积大，因而能通过较大的电流，但其
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•3. PN结
• P型和N型半导体并不能直接用来制造半导体器件。通常是在N型或 P型半导体的局部再掺入浓度较大的三价或五价杂质，使其变为P型或N 型半导体，在P型和N型半导体的交界面就会形成PN结。
•PN结是构成各种半导体器件的基础。
• 左图所示的是一块晶片，两边分别形成 P型和N型半导体。为便于理解，图中P区仅 画出空穴（多数载流子）和得到一个电子的 三价杂质负离子，N区仅画出自由电子（多 数载流子）和失去一个电子的五价杂质正离 子。根据扩散原理，空穴要从浓度高的P区 向N区扩散，自由电子要从浓度高的N区向P 区扩散，并在交界面发生复合(耗尽），形 成载流子极少的正负空间电荷区如图中间区 域，这就是PN结，又叫耗尽层。
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