半导体器件思维导图

物质内部运载电荷的粒子称为载流子。物质的导电能力决定于载流子的数目和运动速度。本征半导体在热力学温度为0K时，如果又无光照可成电磁场等外界影响，价电子摆脱不了共价键的束缚，不能成为为自由电子。这时本征半导体内没有载流子，它相当于绝缘体。

理论证明，在室温(300K)时，硅晶体中的价电子必须获得大于电离能E=1.1eV(对于锗,E=0.72 eV)的能量,才能摆脱共价键的束缚成为自由电子。

在价电子变为自由电子的同时，就在原来共价键处留下一个空位，这个空位称为空穴。





在P型半导体中,多子为空穴,少子为电子;而N型半导体中则相反，多子为电子,少子为空穴。尽管如此,无论是P型半导体还是 N型半导体,就其整体来说都是呈电中性的。 当两种类型的半导体结合在一起时，P区区的空穴浓度高于N区,于是空穴将越过交界面由P区向N区扩散;同理,N区的电子浓度高于P区,电子将越过交界面由N区向P区扩散。如图1.1.4(a)所示,多子由一区扩散到另一区时,成为另一区的少子并与该区的多子复合，因此，在交界面的左侧留 下带负电荷的受主离子，右侧留下带正电荷的施主离子，于是在交界面的附近形成一个空间电荷区，这就是PN结。





PN结加正向电压时，耗尽层变窄,能产生较大的扩散电流，也就是说，PN结呈现较小的正向电阻,正向电流较大;加反向电压时,耗尽层变宽，只能产生非常小的漂移电流，也就是说,PN结呈现较大的反向电阻,反向电流很小。PN结的这种正向导电性能好而反向导电性能差的特性，称为PN结的单向句导电性。





正向特性

反向特性

反向击穿特性



它是二极管长期工作时允许通过的最大正向平均电流。其大小决定于PN结的面积、材料和散热条件。因电流通过管子时，PN结要消耗一定的功率而发热,电流太大将使PN结过热而烧毁。因此，使用时不要超过IFM值。

当反向电压增加到击穿电压VBR)时，反向电流剧增,二极管的单向导电性被破坏,甚至因过热而烧毁。为了保证管子安全工作，VRM值通常取击穿电压的一半。

反向直流电流IR是管子未击穿时反向直流电流的数值。IR愈小,管子的单向导电性能愈好。

它是二极管具有单向导电性的最高工作频率。其值主要由管子的势垒电容和扩散电容的大小决定。









发射区向基区注入载流子

电子在基区扩散和复合

集电极收集电子













集电极-基极反向饱和电流

穿透电流

共发射极截止频率

特征频率

集电极最大允许电流

集电极最大允许消耗功率

反向击穿特性



Av=Vo/Vi

Ri=Vi/ Ii

BW=fH-fL

vBE=vBB-iB RB

vCE=Vcc-iC Rc

Av=Vo/Vi=-Vom/Vim

正常工作条件下的放大电路有合适的静态工作点,但是环境温度、电源电压等因素发化或更换晶体管引起晶体管特性的改变,会使静态工作点偏离合适的位置,这种现象称为零点漂移。阻容耦合放大电路中,虽然也存在零点漂移问题,但因耦合电容的隔直作用这种漂移信号不会耦合到下一级去,而它又不足以影响本级的正常工作,因而可不必考虑零点漂同题。但是在直接耦合放大电路中,前级的漂移电压将耦合到后级，并被逐级放大，致使大电路的输出端产生较大的漂移电压,甚至可能将有用的输出信号“淹没”在漂移电压之中这样,对的放大没有实际意义了。显然,第级所产生的漂移影响最大,放大电路级数愈多,放大倍数愈大,零点漂移的影响愈严重。