电子元器件特性与应用0905课件.ppt

1、電子元器件特性及應用電子元器件特性及應用測試技朮中心測試技朮中心CECE培訓教材培訓教材 學習目標學習目標：在學完本課程後，學員能 (這裡請參考ABCD學習目標的寫法)列出ooxxooxx描述ooxxooxx說明ooxxooxx指出ooxxooxx學完後跟工作的相關為何，這裡可以加個文字介紹學習資訊適合對象：技朮人員先備知識：電子產品一定的了解課程長度：引發學習動機這裡可以加一個故事或笑話，或是真實的案例，藉以引起學習者動機。如果畫面很空，可以放個相關的圖或動畫，可以幫助學習者理解。動機的提供，其品質取決於下四項要素：注意(Attention):引起注意相關(Relevance):與學習知識相

2、關信心(Confidence):藉此建立學習者信心滿足(Satisfaction):滿足好奇心課程大綱章節主題學習重點時 間基本元件回顧基本元件回顧半導體器件半導體器件介紹介紹集成運放電路及集成運放電路及常見常見IC介紹介紹大規模集成電路大規模集成電路工藝簡介工藝簡介電子行業發展趨電子行業發展趨勢勢前言基本元件回顧電阻電阻(Resistor)電容電容（Capacitor)電感電感（Inductor）第一章半導體元件介紹第一章半導體元件介紹導體導體絕緣體絕緣體半導體半導體本征半導體（本征半導體（Intrinsic SemiconductorIntrinsic Semiconductor）雜質半導

3、體（雜質半導體（Doped semiconductorDoped semiconductor）第一章半導體元件介紹N型半導體型半導體P型半導體型半導體摻入摻入五價五價元素的雜質（磷，銻或砷）的本征半導體元素的雜質（磷，銻或砷）的本征半導體摻入摻入三價三價元素的雜質（硼，鎵，銦或鋁）的本征半導體元素的雜質（硼，鎵，銦或鋁）的本征半導體自由電子自由電子稱為多數載流子（稱為多數載流子（Majority Carriers)五價元素稱為施主（五價元素稱為施主（Donor)空穴空穴稱為少子（稱為少子（Minority）空穴是多子空穴是多子自由電子是少子自由電子是少子三價元素稱為受主三價元素稱為受主（Acc

4、eptor）雜質雜質半導體元件介紹PNPN結結在一塊在一塊P P型（或型（或N N型型)半導體中，摻入施主雜質（或受半導體中，摻入施主雜質（或受主雜質）將其中的一個部分轉換為主雜質）將其中的一個部分轉換為N N型型(或或P P型）。這型）。這樣形成的樣形成的PNPN結（結（PN JunctionPN Junction）保持了兩種半導體之）保持了兩種半導體之間晶格的連續性，相應的制造工藝稱為平面擴散法。間晶格的連續性，相應的制造工藝稱為平面擴散法。半導體元件介紹PNPN結伏安特性結伏安特性半導體元件介紹1）最大整電IF指管子長期營運時，允許透過的最大正向平均電。2）反向擊穿電壓UB指管子反向擊穿

5、時的電壓值。3）最大反向工作電壓UDRM二極體營運時允許承受的最大反向電壓（約為UB 的一半）。4）反向電IR指管子未擊穿時的反向電，其值越小，則管子的單向導電性越好。5）最高工作頻fm主要取決於PN結結電容的大小。想二極體正向電阻為，正向導通時為短特性，正向壓忽計；反向電阻為無窮大，反向截止時為開特性，反向電忽計。半導體元件介紹二極體二極體(Diode)1.二極體二極體:用英文字母用英文字母“D”表示表示.2.二極體特性之一二極體特性之一:單向導電性單向導電性(決定了二極體有方向性決定了二極體有方向性).3.二極體主要分類二極體主要分類:轉換二極體轉換二極體 :光電二極體光電二極體 A.發光

6、二極體發光二極體(Light-Emitting Diode-LED)B.光敏二極管光敏二極管 :橋式整流器橋式整流器(Bridge Rectifier)半導體元件介紹電橋前后端電壓波形半導體元件介紹三極管的架構及型三極管的架構及型 半導體三極管是由個背靠背的半導體三極管是由個背靠背的PN架構成架構成的。在工作過程中，種載子（電子和空的。在工作過程中，種載子（電子和空穴）都與導電，故又稱為雙極型晶體管，穴）都與導電，故又稱為雙極型晶體管，簡稱晶體管或三極管。簡稱晶體管或三極管。個個PN結，把半導體分成三個區域。結，把半導體分成三個區域。這三個區域的排，可以是這三個區域的排，可以是N-P-N，也可

7、以，也可以是是P-N-P。因此，三極管有種型。因此，三極管有種型NPN型型和和PNP型型半導體三極管半導體三極管半導體元件介紹半導體元件介紹1.4.2 電分發和電放大作用電分發和電放大作用（1）產生放大作用的條件）產生放大作用的條件內部內部a）發射區雜質濃）發射區雜質濃基區基區集電區集電區 b）基區很薄）基區很薄外部外部發射結正偏，集電結反偏發射結正偏，集電結反偏（2）三極管內部載子的傳輸過程）三極管內部載子的傳輸過程a）發射區向基區注入電子，形成發）發射區向基區注入電子，形成發射極電射極電iEb）電子在基區中的擴散與複合，形）電子在基區中的擴散與複合，形成基極電成基極電iBc）集電區收集擴散

8、過的電子，形）集電區收集擴散過的電子，形成集電極電成集電極電iC（3）電分發關係）電分發關係iE=iC+iB+半導體元件介紹三極管的特性曲線三極管的特性曲線1 1輸入特性曲線輸入特性曲線半導體元件介紹三極管的特性曲線三極管的特性曲線（1）放大區發射極正向線偏置，集電結反向偏置iC=iB（2）截止區發射結反向偏置，集電結反向偏置iB 0,iC 0（3）飽和區發射結正向偏置，集電結正向偏置iB 0,uBE 0,uCE uBE此時iC iB共發射極基本放大電的組成及工作原射極跟隨跟隨器（共集電極）（共集電極）CMOS簡介簡介耗盡型場效應管存在原始導電溝道，UGS=0時、源極之間就可以導電。這時在外加

9、電壓UDS作用下的極電稱為極飽和電IDSS。UGS0時溝道內感應出的負電荷增多，溝道加寬，溝道電阻減小，ID增大UGS0時會在溝道內產生出正電荷與原始負電荷複合，溝道變窄，溝道電阻增大，ID減小。UGS達到一定負值時，溝道內載子全部複合耗盡，溝道被夾斷，ID=0，這時的UGS稱為夾斷電壓UGS(off)。N溝道耗盡型場效應管的特性曲線耗盡型UGS=0時、源極之間已經存在原始導電溝道。增強型UGS=0時、源極之間才能形成導電溝道。無是N溝道MOS管還是P溝道MOS管，都只有一種載子導電，均為單極型電壓控制單元件。MOS管的閘極極電幾乎為，輸入電阻RGS很高N溝道增強型MOS管的特性曲線漏極電流柵

10、極電壓UG漏極電流N溝道耗盡型柵極電壓UGN溝道增強型漏極電流漏極電流柵極電壓UGP溝道增強型P溝道耗盡型CMOS的應用的應用CMOS的應用的應用CMOS的應用的應用第一章 重點回顧學完本章節之後，現在您應了解下列觀念公司任免規定的辦法專業加給規定及例外法則第二章集成運放及應用電路集成運放及應用電路第二章集成運放及應用電路反相和同相放大器反相和同相放大器 1.1.反向放大器反向放大器第二章集成運放及應用電路2.2.同相放大器同相放大器V0=Rf/R1*Vi運算電路運算電路加減法電路加減法電路比較器電路比較器電路第二章 重點回顧學完本章之後，現在您應具備(或了解)下列的能力(或觀念):公司任免規

11、定的辦法專業加給規定及例外法則第三章集成電路工藝集成電路工藝第三章集成電路工藝IC:Integrated CircuitsIC:Integrated Circuits（集成電路）（集成電路）Semiconductor materialSemiconductor material（半導體材料）（半導體材料）為什么？為什么？半導體器件奠定了電子業的基礎，是目前世界上最大的產業鍺是第一個被應用與半導體器件制造的材料，在20世界60年代很快被硅所取代SEMICONDUCTOR PROCESS TECHNOLOGYSEMICONDUCTOR PROCESS TECHNOLOGY 半導體工藝半導體工藝KE

12、Y SEMICONDUCT TECHNOLOGIES主要過程主要過程 oxidation(氧化）氧化）,photolithography（光刻）（光刻）,etching（刻蝕）（刻蝕）,ion implanation（離子注入）（離子注入），and metallization（敷金屬）（敷金屬）.主要参考文献主要参考文献1謝嘉奎.電子線路線性部分 高等教育出版社，1999.6 2全國電子設計大賽，2006.10第三章 重點回顧學完本章之後現在您應具備(或了解)下列的能力(或觀念):公司任免規定的辦法專業加給規定及例外法則第四章電子行業發展趨勢電子行業發展趨勢第四章電子行業發展趨勢DSP超大規模集成電路設計超大規模集成電路設計微電子工藝微電子工藝SOC第四章 重點回顧學完本章之後現在您應具備(或了解)下列的能力(或觀念):公司任免規定的辦法專業加給規定及例外法則結語可以是各式版面排法，再次說明課程重點及希望學習者要充分掌握的部分。Remember,only you can prevent“Death by PowerPoint”名詞解釋一、xxx：二、xxx：學後建議-Optional在學完本課程後，可以依需求繼續選擇下列建議課程:xxxxxx課程yyyyyy課程