无线电技术导论_之四_电子器件_

无线电技术导论无线电技术导论•洪晟：82316447•Email:[e-mail]可靠性工程研究所元器件工程部无线电技术导论第四讲----电子器件可靠性工程研究所元器件工程部主要内容:z半导体二极管z半导体三极管z场效应管z集成电路简介可靠性工程研究所元器件工程部半导体二极管可靠性工程研究所元器件工程部本次课的内容™半导体的基本知识™PN结及半导体二极管™二极管的分类™二极管应用可靠性工程研究所元器件工程部二极管的基本知识™导体：容易传导电流的物质为导体•绝缘体：不容易传导电流的物质叫做绝缘体•半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质叫半导体可靠性工程研究所元器件工程部半导体的导电特点™热特性：半导体的电阻率随温度而变化。只要温度稍微增高，其电阻值就显著减小；温度降低，电阻值就增大。•热敏元件，如热传感二极管、热敏电阻等。•自动控制用的光电器件，如光电二极管、光敏电阻等。•制造各种不同性质、不同用途的半导体器件，如各种各样的晶体管等。•光特性：半导体的一个特性是它在受到光照时电阻率亦显著减小，反之即大。•杂质特性：半导体最重要的特性是在纯净的半导体中掺入极微量的杂质(约百万分之一)，其导电能力就会成百万倍提高可靠性工程研究所元器件工程部本征半导体™纯净的具有晶体结构的半导体当前技术，用于制造集成电路的半导体硅的纯度为：99.9999999%可靠性工程研究所元器件工程部半导体级硅的制造方法（气体）（气体）（液体）（固体）（固体）COSiOSiSiOSiC++→+2（气体）（气体）（气体）固体）233HSiHClHClSi+→+（气体）（固体）（气体）（气体）HClSiHSiHCl622223+→+加热硅石，得到冶金级硅：98%加热和HCL反应，得到三氯硅烷气体三氯硅烷气体化学反应并用氢气还原得到半导体级硅可靠性工程研究所元器件工程部硅和锗的晶体结构可靠性工程研究所元器件工程部硅和锗的共价键结构可靠性工程研究所元器件工程部本征半导体的自由电子、空穴可靠性工程研究所元器件工程部本征半导体的导电机理可靠性工程研究所元器件工程部本征半导体的电流可靠性工程研究所元器件工程部杂质半导体可靠性工程研究所元器件工程部N型半导体N型半导体的载流子：可靠性工程研究所元器件工程部P型半导体P型半导体的载流子：1.由施主原子提供的空穴，浓度与施主原子相同2.本征半导体中成对产生的电子和空穴可靠性工程研究所元器件工程部PN结的形成浓度高→低可靠性工程研究所元器件工程部PN结正向偏置可靠性工程研究所元器件工程部PN结反向偏置可靠性工程研究所元器件工程部PN结的单向导电性可靠性工程研究所元器件工程部半导体二极管的基本结构可靠性工程研究所元器件工程部二极管的伏安特性可靠性工程研究所元器件工程部二极管主要技术参数1（直流）可靠性工程研究所元器件工程部二极管主要技术参数2（交流）可靠性工程研究所元器件工程部二极管的分类可靠性工程研究所元器件工程部国产二极管的命名2CW55，2AP30可靠性工程研究所元器件工程部常用二极管种类与符号、主要技术参数™整流二极管最大整流电流、最大反向电压™检波二极管截止频率™开关二极管恢复时间（速度）™稳压二极管稳定电压、最大工作电流、最大耗散功率、动态电阻、稳定电流™发光二极管正向工作电压、最大正向电流、反向耐压、发光强度可靠性工程研究所元器件工程部常见二极管的外型开关二极管整流二极管微波二极管硅堆、整流器稳压二极管变容二极管可靠性工程研究所元器件工程部二极管应用举例-半波整流VO=0.45EVOC≈EEVRD2=EVRD22=可靠性工程研究所元器件工程部二极管应用举例-全波整流VO=0.9EVOC=1.2EEVRD22=可靠性工程研究所元器件工程部二极管应用举例-桥式整流VO=0.9EVOC=1.2EEVRD2=可靠性工程研究所元器件工程部二极管应用举例-串联削波可靠性工程研究所元器件工程部二极管应用举例-门电路可靠性工程研究所元器件工程部特殊二极管---稳压管可靠性工程研究所元器件工程部稳压二极管的主要技术参数可靠性工程研究所元器件工程部稳压二极管应用举例可靠性工程研究所元器件工程部解题可靠性工程研究所元器件工程部稳压二极管应用举例可靠性工程研究所元器件工程部特殊二极管---变容二极管™变容二极管电容效应™结电容的变化规律™主要参数：品质因数、截止频率可靠性工程研究所元器件工程部特殊二极管---发光二极管™管芯材料：磷化镓、砷化镓、磷砷化镓、氮化镓™发光颜色：管芯材料、搀杂工艺™分类：发光管、数码管、符号管、多色发光管可靠性工程研究所元器件工程部半导体三极管可靠性工程研究所元器件工程部本次课的内容™三极管的基本结构™三极管的输入输出特性™三极管主要参数可靠性工程研究所元器件工程部三极管的基本结构可靠性工程研究所元器件工程部三极管三个区的制造工艺可靠性工程研究所元器件工程部三极管两个结可靠性工程研究所元器件工程部三极管特性曲线实验电路可靠性工程研究所元器件工程部三极管输入特性曲线可靠性工程研究所元器件工程部三极管输出特性曲线可靠性工程研究所元器件工程部三极管输出特性三个区域的特点可靠性工程研究所元器件工程部例题可靠性工程研究所元器件工程部主要参数1---三极管电流放大倍数™直流电流放大倍数™交流电流放大倍数可靠性工程研究所元器件工程部主要参数2---集-基极反向截止电流ICBO是衡量晶体管稳定性的参数。可靠性工程研究所元器件工程部主要参数3---集-射极反向截止电流可靠性工程研究所元器件工程部主要参数4---集电极最大允许电流可靠性工程研究所元器件工程部主要参数5---集-射极反向击穿电压可靠性工程研究所元器件工程部主要参数6---集电极最大允许功耗可靠性工程研究所元器件工程部晶体三极管的分类可靠性工程研究所元器件工程部国产三极管命名可靠性工程研究所元器件工程部常见三极管的外形可靠性工程研究所元器件工程部三极管放大电路可靠性工程研究所元器件工程部三极管的三种工作方式共基极共发射极共集电极可靠性工程研究所元器件工程部三种放大电路的比较可靠性工程研究所元器件工程部基本交流放大电路™电压放大电路™功率放大电路电流比较小、属于前置级输出电压电流都比较大可靠性工程研究所元器件工程部基本电压放大电路的组成™最简单的放大电路•电路偏置•两个回路•元件作用可靠性工程研究所元器件工程部单电源供电单管放大电路可靠性工程研究所元器件工程部基本电压放大电路的工作原理™静偏置状态----静态可靠性工程研究所元器件工程部放大状态----动态iBEBEvVv+=基极动态电压bBBiIi+=基极动态电流可靠性工程研究所元器件工程部放大状态----动态bBCCCiIiIiββ+=+=集电极动态电流CcCCCCCCCERiRIERiEv−−=−=集电极发射极动态电压可靠性工程研究所元器件工程部场效应管可靠性工程研究所元器件工程部场效应管(FET)是利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件。由于它仅靠半导体中的多数载流子导电，又称为单极型晶体管。场效应管有两大类：结型场效应管（JFET—JunctionFieldEffectTransistor）绝缘栅型场效应管（IGFET—InsulatedGateFET）（因栅极为金属铝，故又称MOS管。MOS—Metal-Oxide-Semiconductor）可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部集成电路简介可靠性工程研究所元器件工程部™集成电路的定义™集成电路的分类™集成电路实物图例可靠性工程研究所元器件工程部Integrated circuit‐‐ICFromWikipedia,thefreeencyclopediaAnintegratedcircuit(alsoknownasIC,microcircuit,microchip,siliconchip,orchip)isaminiaturizedelectroniccircuit(consistingmainlyofsemiconductordevices,aswellaspassivecomponents)thathasbeenmanufacturedinthesurfaceofathinsubstrateofsemiconductormaterial.Ahybridintegratedcircuitisaminiaturizedelectroniccircuitconstructedofindividualsemiconductordevices,aswellaspassivecomponents,bondedtoasubstrateorcircuitboard.可靠性工程研究所元器件工程部数字集成电路半导体集成电路分类模拟集成电路一般数字电路微处理器电路混合电路微波电路微机接口电路可编程逻辑器件接口集成电路其他电路存储器集成电路可靠性工程研究所元器件工程部模拟集成电路采样保持放大器运算放大器射频放大器仪表用放大器宽带放大器对数放大器模拟乘法器电压比较器时基电路电源电路电压基准模拟开关微波放大器滤波器压控振荡器电源滤波器DC/DCAC/DC电压调整器处理器监控电路可靠性工程研究所元器件工程部1.SSOP(缩小外型封装）2.TQFP（薄型四方扁平封装）3.陶瓷铜顶封装4.四分之一大的小外型封装5.陶瓷扁平封装6.模块封装，SBGA（超级球式栅格阵列，5*5TQFP）7.CERDIP（陶瓷双列直插）8.TO-3塑料接脚栅格阵列9.LCC（无引线芯片承载封装）10.MQFP（公制四方扁平封装）11.窄体塑封双列直插12.塑封双列直插13.PLCC（塑料式引线芯片承载封装）14.窄体陶瓷双列直插封装（300mil)微电路封装形式可靠性工程研究所元器件工程部1958:TheFirstICbyJackKilby,TexasInstrumentsFromJackKilby'sfirstsimplecircuithasgrownaworldwideintegratedcircuitmarketwhosesalesin2007totaled$219billion.可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部845V电源指示灯PC2EmuUSBChipUSBChip7816DC5V电源外接NVRAM外接SRAMEmu工作指示灯复位开关3.3V电源指示灯ChipUSBLED可靠性工程研究所元器件工程部摩尔定律是由英特尔（Intel）创始人之一戈登·摩尔（GordonMoore）在1965年提出来的。摩尔定律是指IC上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。Intel公司公布的统计结果，单个芯片上的晶体管数目，从1971年4004处理器上的2300个，增长到1997年PentiumII处理器上的7.5百万个，26年内增加了3200倍。IntelCore2QuadQ9x50处理器的芯片面积为214平方毫米，晶体管数量为8.2亿个。摩尔定律可靠性工程研究所元器件工程部可靠性工程研究所元器件工程部Thanks！可靠性工程研究所元器件工程部冯军－－华旗资讯总裁1992年，毕业于清华大学土木工程系，随即放弃当时分配的职业，带着220元走进中关村，开始他的创业之路；1993年，创建华旗资讯；1996年，创建自有品牌--爱国者，aigo；2002年，入选“TOP10中国科技新锐”；2006年，获达沃斯全球青年领袖奖，CCTV中国经济年度人物唯一年度创新奖；……从一个左手机箱，右手键盘，腰里别着BP机，奔走叫卖于中关村一个个公司的推销员到运筹决策于帷幄之中的成功企业总裁角色……每周推荐