导图社区 电子技术基础---第一单元导图
电子技术基础---第一单元导图，半导体器件是导电能力介于导体与绝缘体之间的材料，介绍了二极管、三极管等知识。本图做了一天挺细致的，欢迎点赞。
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第一章
半导体器件
概念
导电能力介于导体与绝缘体之间的材料
典型材料
硅Si
锗Ge
本征半导体
定义
纯净的具有晶体结构的半导体
载流子
T=0K时，无载流子
半导体中存在的运载电荷的粒子
分类
自由电子（负电）
空穴（正电）
本征激发
电子--空穴对
特点
浓度
复合运动
与本征激发同时进行
自由电子填补空穴
杂质半导体
形成
本征半导体中掺入特定杂质元素，控制杂质浓度就能控制半导体导电性能
N型半导体
掺入五价杂质元素，如：磷，砷等
少子－空穴
多子－自由电子
子主题
施主杂质（5价）
P型半导体
掺入三价杂质元素，如：硼、镓等。
少子－自由电子
多子－空穴
受主杂质（3价）
杂质半导体中多子与少子产生的原因？
少子一本征激发产生，与温度有关
多子一掺杂产生，与温度无关
载流子浓度：本征相等，杂质差别大。
公式
半导体材料的特点
光敏性、热敏性、掺杂提高导电性能
*半导体导电特点1：其能力容易受温度、光照等环境因素影响，温度↑ →载流子浓度↑→ 导电能力↑
*半导体导电特点2:掺杂可以显著提高导电能力
二极管
PN结
形成过程
PN结合 一因多子浓度差 一多子的扩散 一空间电荷区一形成内电场 一阻止多子扩散，促使少子漂移。
伏安特性
单向导电性 （正向导通，反向截止）
定义：加正向电压，简称正偏； 加反向电压，简称反偏
伏安特性曲线
伏安公式
分析
电容效应
(1)势垒电容CB 反向电压影响 空间电荷区的宽度；
(2)扩散电容CD 正向电压影响 扩散运动一电荷积累；
温度特性
正偏区域量化： 温升1°C，曲线左移 (2-2.2）mV
正向导通电压： 随温升减低;
反向电流： 随温升增大；
结构
二极管=PN结＋管壳＋ 引线
符号
结构分类
点接触型二极管
pN结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路
面接触型二极管
PN结面积大，用于低频大电流整流电路。
平面型二极管
集成电路工艺。pN 结面积可调，用于高频整流 和开关电路中。
1.点接触型锗管，检波和小电流整流。 2.硅面接触型整流管。
（一）V-A特性曲线
非线性器件
(1)正向特性
(2)反向特性
（二）等效电路(模型）分析法
1.理想模型
2.恒压降模型
3.折线模型
二极管电路的近似分析计算
（三）二极管的主要参数
②反向击穿电压UBR
二极管反向电流，急剧增加时对应的反向，电压值称为反向击穿电压UBR
①最大整流电流lF
二极管长期连续工作时，允许通过二极管的最大整流电流的平均值。
③反向电流IR
在室温下，在规定的反向电压下的反向电流值。硅二极管的反向电流一般在纳安（nA)级；错二极管在微安(uA）级。
④最高工作频率fw
维持单向导电性的最高工作频率值。Cj愈大，其值愈小。
典型应用电路
1.钳位电路
数宇电路中的逻辑与运算电路
2.电路中的元件保护
3.整流电路
双向交流电→单向直流电
组成：由四个二极管组成桥路
工作原理
U2正半周时： D1、D3导通，D2、D4截止
U2负半周时：D2、D4导通，D1、D3截止
特殊二极管
1.稳压管-反向击穿
稳压管是工作在反向击穿区的特殊二极管 (面结型、硅、高掺杂）
稳压二极管的主要参数
(1） 稳定电压UZ
在反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。
(2）动态电阻rz
rz愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。
（3）最小稳定工作电流IZmin
保证稳压管击穿所对应的电流，若IZ<IZmin 则不能稳压。
(4）最大稳定工作电流IZmax
超过IZmax，稳压管会因功耗过大而烧坏
（5） 温度系数a
可正可负，4-7伏最小。
如何使用稳压管构成简单的稳压电路？
三个条件： 1. 稳压管工作在反向击穿区； 2. 串入限流电阻； 3. 负载RL与稳压管并联；
稳压电路中限流电阻值的选取？
依据条件：Izmax＜ Iz< Izmin
2.变容二极管-反偏
利用其结电容效应，其电容量与本身结构、工艺、外加反向电压有关，随外加反向电压增大而减少。
参数
C: 5-300pF, Cmax : Cmin =5:1
高频技术（调谐、调制等）应用较多。
3. 光电二极管-反偏
需光照、反偏压、其反向电流与光照度成正比。用于光测量，将光信号一一电信号，光电传感器、遥控、报警电路中。
4. 发光二极管-正偏
正向电压较一般二极管高，电流为几~几十mA。
发光颜色与材料有关。
三极管
双极型三极管
晶体三极管 (BJT)
场效应三极管(FET)
结构特点
(1）发射区的掺杂浓度＞＞集电区掺杂浓度。 （2）基区要制造得很薄且浓度很低。
BJT的内部工作原理（NPN管）
工作条件与三种状态：
发射结正偏、集电结反偏（放大状态)
发射结正偏、集电结正偏（饱和状态)；
发射结反偏、集电结反偏（截止状态)；
BJT的特性曲线（共发射极接法） ［三个电极、两个回路、两条特性曲线］
(一）输入特性曲线
(二）输出特性曲线
3.输出特性曲线可以分为三个区域
饱和区
1.三极管的发射结和集电结均正向偏置； 2.三极管的电流放大能力下降，通常有Ic＜βIB 3.Uce的值很小，称为饱和压降，用Uces表示。 （一般硅三极管的Ucas约为0.3V，错三极管的 Uces约为0.1V） 4.三极管的集电极C和发射极E之间近似短接，三极管类似于一个开关导通。
截止区
(a）发射结和集电结均反向偏置； (b）Ib、Ic近似为0； (c）三极管的集电极C和发射极E之间电阻很大，三极管相当于一个开关断开。
放大区
(a）发射结正向偏置，集电结反向偏置； （b）电流关系式：Ic=βIb； (c）对NPN型的三极管，有电位关系： Uc＞Ub＞ Ue； （d）对NPN型硅三极管，Ube≈0.7V 对NPN型锗三极管，Ube≈0.2V。
BJT的主要参数
直流参数
1•共发射极直流电流放大系数：
2.共基极直流电流放大系数：
交流参数
1•共发射极交流电流放大系数：
2.共基极交流电流放大系数：
3. 特征频率fT
由于结电容的影响，当信号频率增加时，三极管的β将会下降。当β下降到1时所对应的频率称为特征频率，用fT表示。
极限参数
1.集电极最大允许电流Icm
Ic增加时，β要下降。当β值下降到线性放大区β值的70%时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流lcm。
2.集电极最大允许功率损耗Pcm
集电极电流通过集电结时所产生的功耗， Pc= IcUce < Pcm
三极管击穿电压的测试电路
3. 反向击穿电压： BJT有两个PN结， 其反向击穿电压有以下几种
U (BR) EBO
U (BR) CBO
U (BR) CEO
6.两种电路参数求解方法
模型法也称公式法
图解法
☆常用型号：
1.8550(PNP)、8050 (NPN)
低电压,大电流,小信号硅三极管 主要用途：开关应用、射频放大
2.9012 (PNP型）、9013、9014、9018 (NPN)
中小功率塑料三极管管脚的判断方法： 1. 平面朝向自己，三个引脚朝下放置，则从左到石依次为e bc 2. 定位销向左，三个引脚朝上放置，则从顺时针依次为e b c
三极管的模型及分析方法
BJT的模型
直流模型
BJT电路的分析方法（直流）
近似估算法、公式法
☆典型应用电路
逻辑非门
控制开关
电子开关
哈
浮动主题
四价元素，稳定
