半導體知識-半導體如何區分(干貨圖解)-KIA MOS管
信息來(lái)源:本站 日期:2020-05-29
半導體如何區分,根據物體導電能力(電阻率)的不同,來(lái)劃分導體、絕緣體和半導體。導體:容易導電的物體。如:鐵、銅等等;絕緣體:幾乎不導電的物體。如:橡膠等等;半導體:半導體是導電性能介于導體和半導體之間的物體。在一定條件下可導電。半導體的電阻率為10-3~109Ω·cm。典型的半導體有硅Si和鍺Ge以及砷化鎵GaAs等。
(一)導體導電和本征半導體導電的區別
導體導電只有一種載流子:自由電子導電
半導體導電有兩種載流子:自由電子和空穴均參與導電
自由電子和空穴成對出現,數目相等,所帶電荷極性不同,故運動(dòng)方向相反。
(二)本征半導體的導電性很差,但與環(huán)境溫度密切相關(guān)。
(三)雜質(zhì)半導體
(1)N型半導體——摻入五價(jià)元素
(2)P型半導體——摻入三價(jià)元素
(四)PN結——P型半導體和N型半導體的交界面
在交界面處兩種載流子的濃度差很大;空間電荷區又稱(chēng)為耗盡層
反向電壓超過(guò)一定值時(shí),就會(huì )反向擊穿,稱(chēng)之為反向擊穿電壓。
(五)PN結的單向導電性——外加電壓
(六)二極管的結構、特性及主要參數
(1)P區引出的電極——陽(yáng)極;N區引出的電極——陰極
溫度升高時(shí),二極管的正向特性曲線(xiàn)將左移,反向特性曲線(xiàn)下移。二極管的特性對溫度很敏感。
其中,Is為反向電流,Uon為開(kāi)啟電壓,硅的開(kāi)啟電壓——0.5V,導通電壓為0.6~0.8V,反向飽和電流<0.1μA,鍺的開(kāi)啟電壓——0.1V,導通電壓為0.1~0.3V,反向飽和電流幾十μA。
(2 )主要參數
1、最大整流電流I:最大正向平均電流
2、最高反向工作電流U:允許外加的最大反向電流,通常為擊穿電壓U的一半
3、反向電流I:二極管未擊穿時(shí)的反向電流,其值越小,二極管的單向導電性越好,對溫度越敏感
4、最高工作頻率f:二極管工作的上限頻率,超過(guò)此值二極管不能很好的體現單向導電性
(七)穩壓二極管
在反向擊穿時(shí)在一定的電流范圍內(或在一定的功率耗損范圍內),端電壓幾乎不變,表現出穩壓特性,廣泛應用于穩壓電源和限幅電路中。
(1)穩壓管的伏安特性
(2)主要參數
1、穩定電壓U:規定電流下穩壓管的反向擊穿電壓
2、穩定電流I:穩壓管工作在穩定狀態(tài)時(shí)的參考電流。電流低于此值時(shí)穩壓效果變壞,甚至根本不穩壓,只要不超過(guò)穩壓管的額定功率,電流越大穩壓效果越好。
【附加】限流電阻:由于穩壓管的反向電流小于I時(shí)不穩定,大于最大穩定電流時(shí)會(huì )因超過(guò)額定功率而燒壞,故要串聯(lián)一個(gè)限流電阻保證穩壓管正常工作。
3、額定功率P:等于穩定電壓U與最大穩定電流I的乘積。超過(guò)此值時(shí)穩壓管會(huì )因為結溫度過(guò)高而損壞。
4、動(dòng)態(tài)電阻r:在穩壓區,端電壓變化量與電流變化量之比。r越小,說(shuō)明電流變化時(shí)穩定電壓的變化越小,穩壓特性越好。
5、溫度系數α:表示電流不變時(shí),溫度每變化1℃穩壓值的變化量,即α=△U/△T。
U<4V時(shí),α為負值,即溫度升高時(shí)穩定電壓值下降;
U>7V時(shí),α為正值,即溫度升高時(shí)穩定電壓值上升;
4<U<7V時(shí),α很小,近似為零,性能穩定。
(八)雙極型晶體管——晶體三極管——半導體三極管——晶體管的結構、特性及主要參數
(1)主要以NPN型硅管為例講解放大作用、特性曲線(xiàn)和主要參數
放大是對模擬信號最基本的處理。晶體管是放大電路的核心元件,它能控制能量的轉換,將輸入的任何微小變化不失真地放大輸出,放大的對象是變化量。
Ie:發(fā)射區雜質(zhì)濃度高,基區雜質(zhì)濃度低,大量自由電子越過(guò)發(fā)射結到達基區。
Ib:基區很薄,雜質(zhì)濃度低
Ic:集電結外加反向電壓且結面積較大,基區的非平衡少子越過(guò)集電結到達集電區,形成漂移電流。可見(jiàn),在Vcc的作用下,漂移運動(dòng)形成集電極電流Ic。
(2)特性曲線(xiàn)
(3)主要參數
1、直流參數
①共射直流電流系數β
②共基直流電流放大系數α
③極間反向電流——硅管的溫度穩定性比鍺管的好
發(fā)射極開(kāi)路時(shí)集電結的反向飽和電流——Icbo
基極開(kāi)路時(shí)集電極與發(fā)射極間的穿透電流——Iceo
2、交流參數
①共射交流電流系數β
②共基交流電流放大系數α
③特征頻率fT——使β下降到1的信號頻率稱(chēng)為特征頻率
3、極限參數——為使晶體管安全工作對它的電壓、電流和功率耗損的限制
①最大集電極耗散功率P——是一個(gè)確定的值決定于晶體管的溫升。P=iu=常數
②最大集電極電流I使β明顯減小的i即為I
③極間反向擊穿電壓
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