半導體知識-半導體如何區(qū)分(干貨圖解)-KIA MOS管
信息來源:本站 日期:2020-05-29
半導體如何區(qū)分,根據(jù)物體導電能力(電阻率)的不同,來劃分導體、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(qū)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(xiàn),數(shù)目相等,所帶電荷極性不同,故運動方向相反。
(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——摻入五價元素
(2)P型半導體——摻入三價元素
(四)PN結(jié)——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(qū)又稱為耗盡層
反向電壓超過一定值時,就會反向擊穿,稱之為反向擊穿電壓。
(五)PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴饧与妷?/strong>
(六)二極管的結(jié)構(gòu)、特性及主要參數(shù)
(1)P區(qū)引出的電極——陽極;N區(qū)引出的電極——陰極
溫度升高時,二極管的正向特性曲線將左移,反向特性曲線下移。二極管的特性對溫度很敏感。
其中,Is為反向電流,Uon為開啟電壓,硅的開啟電壓——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(shù)
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:二極管未擊穿時的反向電流,其值越小,二極管的單向?qū)щ娦栽胶茫瑢囟仍矫舾?/span>
4、最高工作頻率f:二極管工作的上限頻率,超過此值二極管不能很好的體現(xiàn)單向?qū)щ娦?/span>
(七)穩(wěn)壓二極管
在反向擊穿時在一定的電流范圍內(nèi)(或在一定的功率耗損范圍內(nèi)),端電壓幾乎不變,表現(xiàn)出穩(wěn)壓特性,廣泛應用于穩(wěn)壓電源和限幅電路中。
(1)穩(wěn)壓管的伏安特性
(2)主要參數(shù)
1、穩(wěn)定電壓U:規(guī)定電流下穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓
2、穩(wěn)定電流I:穩(wěn)壓管工作在穩(wěn)定狀態(tài)時的參考電流。電流低于此值時穩(wěn)壓效果變壞,甚至根本不穩(wěn)壓,只要不超過穩(wěn)壓管的額定功率,電流越大穩(wěn)壓效果越好。
【附加】限流電阻:由于穩(wěn)壓管的反向電流小于I時不穩(wěn)定,大于最大穩(wěn)定電流時會因超過額定功率而燒壞,故要串聯(lián)一個限流電阻保證穩(wěn)壓管正常工作。
3、額定功率P:等于穩(wěn)定電壓U與最大穩(wěn)定電流I的乘積。超過此值時穩(wěn)壓管會因為結(jié)溫度過高而損壞。
4、動態(tài)電阻r:在穩(wěn)壓區(qū),端電壓變化量與電流變化量之比。r越小,說明電流變化時穩(wěn)定電壓的變化越小,穩(wěn)壓特性越好。
5、溫度系數(shù)α:表示電流不變時,溫度每變化1℃穩(wěn)壓值的變化量,即α=△U/△T。
U<4V時,α為負值,即溫度升高時穩(wěn)定電壓值下降;
U>7V時,α為正值,即溫度升高時穩(wěn)定電壓值上升;
4<U<7V時,α很小,近似為零,性能穩(wěn)定。
(八)雙極型晶體管——晶體三極管——半導體三極管——晶體管的結(jié)構(gòu)、特性及主要參數(shù)
(1)主要以NPN型硅管為例講解放大作用、特性曲線和主要參數(shù)
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(zhuǎn)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(qū)雜質(zhì)濃度高,基區(qū)雜質(zhì)濃度低,大量自由電子越過發(fā)射結(jié)到達基區(qū)。
Ib:基區(qū)很薄,雜質(zhì)濃度低
Ic:集電結(jié)外加反向電壓且結(jié)面積較大,基區(qū)的非平衡少子越過集電結(jié)到達集電區(qū),形成漂移電流??梢?,在Vcc的作用下,漂移運動形成集電極電流Ic。
(2)特性曲線
(3)主要參數(shù)
1、直流參數(shù)
①共射直流電流系數(shù)β
②共基直流電流放大系數(shù)α
③極間反向電流——硅管的溫度穩(wěn)定性比鍺管的好
發(fā)射極開路時集電結(jié)的反向飽和電流——Icbo
基極開路時集電極與發(fā)射極間的穿透電流——Iceo
2、交流參數(shù)
①共射交流電流系數(shù)β
②共基交流電流放大系數(shù)α
③特征頻率fT——使β下降到1的信號頻率稱為特征頻率
3、極限參數(shù)——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——是一個確定的值決定于晶體管的溫升。P=iu=常數(shù)
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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