图 1 显示了 n 沟道结型 FET 的原理图结构。如果在沟道上施加电压,使漏极相对于源极为正,如图 lb 所示,电子会通过沟道从源极流到漏极,从而产生漏极电流。漏极电流的大小由沟道的电导率和漏极-源极电压决定。当在栅极上施加负电压时,栅极将反向偏置。在栅极和沟道之间的 pn 结周围会形成耗尽层,如图 IC 所示。因此,在漏极-源极电压恒定的情况下,漏极电流可由栅极-源极电压改变。如果栅极电压足够负,耗尽层将延伸至整个通道,漏极电流变得非常小;然后通道被称为“夹断”。因此,JFET 被称为耗尽或“常开”器件。
图 1 显示了 n 沟道结型场效应晶体管 (FET) 的原理图结构。如果在沟道上施加电压,使漏极相对于源极为正,如图 Ib 所示,电子会通过沟道从源极流向漏极,从而产生漏极电流。漏极电流的大小由沟道的电导率和漏极-源极电压决定。当在栅极上施加负电压时,栅极将反向偏置。栅极和沟道之间的 pn 结周围会形成耗尽层,如图 1c 所示。因此,如果漏极-源极电压为恒定值,则漏极电流会因栅极-源极电压而变化。如果栅极电压足够负,则耗尽层将延伸到整个沟道,漏极电流会变得非常小;然后沟道被称为“夹断”。因此,JFET 被称为耗尽或“常开”器件。
实验 注意:至少要进行五个实验 1. 绘制 Si PN 结二极管的正向/反向特性。 2. 绘制齐纳二极管的正向/反向特性 3. 研究并绘制齐纳二极管作为稳压器的特性 4. 研究半波整流器并绘制输入/输出信号的性质。计算 Idc、Irms 的值和纹波系数。 5. 研究全波整流器并绘制输入/输出信号的性质。计算 Idc、Irms 的值和纹波系数。 6. 研究桥式整流器并绘制输入/输出信号的性质。计算 Idc、Irms 的值和纹波系数。 7. 画出 CE 配置中 npn 晶体管的输入输出特性曲线 8. 画出 CB 配置中 npn 晶体管的输入输出特性曲线 9. 画出 JFET 的漏极和传输曲线 10. 研究 OPAMP (741) 并计算 (i) 反相模式和 (ii) 非反相模式下的增益
4 Recent Advances in Power Semiconductor Technology 69 4.1 Introduction 69 4.2 Silicon Power Transistors 70 4.2.1 Power MOSFETs 71 4.2.2 IGBTs 72 4.2.3 High-Power Devices 75 4.3 Overview of SiC Transistor Designs 75 4.3.1 SiC JFET 76 4.3.2 Bipolar Transistor in SiC 77 4.3.3 SiC MOSFET 78 4.3.4 SiC IGBT 79 4.3.5 SiC Power Modules 79 4.4 Gate and Base Drivers for SiC Devices 80 4.4.1 Gate Drivers for Normally-on JFETs 80 4.4.2 Base Drivers for SiC BJTs 84 4.4.3 Gate Drivers for Normally-off JFETs 87 4.4.4 Gate Drivers for SiC MOSFETs 88 4.5 Parallel Connection of Transistors 89 4.6 Overview of Applications 97 4.6.1光伏98 4.6.2 AC驱动器99 4.6.3混合和插件电动汽车99 4.6.4高功率应用99 4.7硝酸盐晶体管100 4.8摘要102参考文献102
了解正反馈和负反馈系统所需的功能。 UNIT I PN 结器件 9 PN 结二极管 – 结构、操作和 VI 特性、扩散和过渡电容 - 削波和钳位电路 - 整流器 – 半波和全波整流器 – 显示设备 - LED、激光二极管、齐纳二极管特性 - 齐纳反向特性 – 齐纳作为稳压器 UNIT II 晶体管和晶闸管 9 BJT、JFET、MOSFET – 结构、操作、特性和偏置 UJT、晶闸管和 IGBT - 结构和特性。 UNIT III 放大器 9 BJT 小信号模型 – CE、CB、CC 放大器分析 – 增益和频率响应 – MOSFET 小信号模型 – CS 和源极跟随器分析 – 增益和频率响应单元 IV 多级放大器和差分放大器 9 BIMOS 级联放大器、差分放大器 – 共模和差模分析 – FET 输入级 – 单调谐放大器 – 增益和频率响应 – 中和方法、功率放大器 – 类型(定性分析)。单元 V 反馈放大器和振荡器 9 负反馈的优点 – 电压/电流、串联、并联反馈 – 正反馈 – 振荡条件、相移 – 维恩电桥、哈特利、考毕兹和晶体振荡器。
页码 1. 简介 3 2. 教师指南 4 2.1 如何管理 PAT 4 2.2 如何评分/评估 PAT 4 2.3 PAT 评估管理计划 5 2.4 PAT 的审核 6 2.5 缺席/不提交任务 6 2.6 模拟 7 2.7 项目 7 2.8 工作成绩表 8 3. 学习者指南 9 3.1 学习者说明 10 3.2 真实性声明 10 4. 模拟 11 4.1 模拟 1:RLC 串联电路 11 4.2 模拟 2:半导体 – JFET 放大器和达林顿对 16 4.3 模拟 3:开关电路 – 741 双稳态多谐振荡器和 555 非稳态多谐振荡器 23 4.4 模拟 4:741 运算放大器施密特触发器和求和放大器电路 31 4.5 模拟 5:科尔皮兹振荡器 36 5. B 部分:设计和制作 40 5.1 设计和制作:第一部分 41 5.2 设计和制作阶段评估:第一部分 43 5.3 设计和制作:第二部分 45 5.4 设计和制作阶段评估:第二部分 46 6. 项目 47 6.1 实践项目 1:5 瓦迷你放大器(便携式扬声器) 47 6.2 实践项目 2(电子产品):交通信号灯 49 6.3 实践项目 3:巡线车 50 7. 结论 51
您需要登录或创建帐户才能获得或声明访问权限。可用主题包括: 与二极管相关的额外主题 与 JFET 和 GaAs 器件和电路相关的额外主题 与有用的晶体管配对相关的额外主题 与输出级和功率放大器相关的额外主题 与内部运算放大器电路相关的额外主题 与滤波器和调谐放大器相关的额外主题 与波形生成和整形相关的额外主题 与双极数字集成电路相关的额外主题 与 MOS 数字集成电路相关的额外主题 要访问内容或兑换资源,用户必须登录或创建帐户。所提供的文本涵盖了与电子和数字设计相关的各种主题,包括双极结型晶体管 (BJT)、MOS 场效应晶体管 (MOSFET)、放大器、运算放大器电路、CMOS 数字逻辑电路和 VLSI 制造技术。重点关注领域包括集成电路放大器的构建模块、差分和多级放大器、输出级和功率放大器、运算放大器电路、CMOS 数字逻辑电路以及数字设计原理(例如功率、速度和面积)。文本还涉及 SPICE 设备模型、仿真示例和双端口网络参数。此外,它还涵盖了采用 CMOS 和双极工艺制造的 IC 设备的标准电阻值、单位前缀、典型参数值,并提供了所选问题的答案。
单元I对半导体的简介,固体中的能带,有效质量的概念,状态的密度,费米水平。pn连接,二极管方程和二极管等效电路,二极管中的故障,齐纳二极管,隧道二极管,金属半导体连接 - 欧米克和肖特基触点,JFET的特征和同等电路,MOSFET,MOSFET。低维半导体设备 - 量子井,量子线,量子点。高电子迁移式晶体管(HEMT),太阳能电池 - I-V特征,填充因子和效率,LED,LCD和柔性显示器。未来设备的新兴材料:石墨烯,碳纳米管(CNT),ZnO,SIC等。单元-II IC制造 - 晶体生长,外延,氧化,光刻,掺杂,蚀刻,隔离方法,隔离方法,金属化,粘合,薄膜沉积和表征技术:XRD,TEM,SEM,EDX,EDX,薄膜,薄膜和无源设备,MOS技术和Mos设备和莫斯设备和莫斯式的NMOS和CMOS和CMOS和CMOS的缩放,NMOS和CMOS和CMOS的缩放,NMOS和CMOS和CMOS和CMOS的缩放,NMOS和CMOS和CMOS,NMOS和CMOS,NMOS和CMOS,NMOS和CMOS,NMOS和CMOS缩放,CMOS和CMOS,NMOS和CMOS缩放,CMOS和CMOS和CMOS的缩放电压,NMOS和CMOS逆变器,电荷耦合设备(CCD) - 结构,电荷存储和传输,VLSI设计的基础,贴纸图,布局设计规则。单元III叠加,Thevenin,Norton和最大功率传递定理,网络元素,网络图,节点和网格分析。拉普拉斯变换,傅立叶变换和Z变换。时间和频域响应,被动过滤器,两个端口网络参数:Z,Y,ABCD和H参数,传输函数,信号表示,状态可变的电路分析方法,AC电路分析,瞬态分析,零和极点,Bode图。
第一学期 论文 IV – 电子设备 第一单元 晶体管:JFET、BJT、MOSFET 和 MESFET、不同条件下 IV 特性方程的结构推导、微波器件、隧道二极管、传输电子器件(Gunn 二极管)、雪崩渡越时间器件、Impatt 二极管和参数器件。 第二单元 光子器件:辐射和非辐射跃迁、光吸收、体和。 薄膜光电导器件 (LDR)、二极管光电探测器、太阳能电池(开路电压和短路电流、填充因子)、LED(高频极限、表面和间接复合电流的影响、LED 的运行)、半导体;二极管激光器(激活区域中粒子数反转的条件、光限制因数、光增益和激光的阈值电流。单元 - III 存储设备:只读存储器 (ROM) 和随机存取存储器 (RAM)。ROM 的类型:PROM、EPROM、EEPROM 和 EAPROM、静态和动态 RAM (SRAM 和 DRAM)、SRAM 和 DRAM 的特性。混合存储器:CMOS 和 NMOS 存储器、非易失性 RAM、铁电存储器、电荷耦合器件 (CCD)、存储设备:磁性(FDD 和 HDD)和光学(CD-ROM、CD-R、CD-R/W、DVD)存储设备的几何形状和组织。单元 - IV 电光、磁光和声光效应,与获得这些效应相关的材料特性,这些设备的重要铁电、液晶和聚合物材料,压电、电致伸缩和磁致伸缩效应。这些特性的重要材料及其在传感器和执行器设备、声学延迟线中的应用,压电谐振器和滤波器、高频压电器件-表面、声波器件、单元 - V 太阳能光伏能量转换物理和材料特性基础、光伏能量转换基础:固体的光学特性。直接和间接过渡半导体,吸收系数和载流子带隙复合之间的相互关系。太阳能电池的类型、pn 结太阳能电池、传输方程、电流密度、开路电压和短路电流、单晶硅和非晶硅太阳能电池的简要说明、先进太阳能电池的基本概念,例如串联太阳能电池。固体液体结太阳能电池、半导体的性质、电解质结、光电化学太阳能电池的原理。教科书和参考书:1. SM Sze Willey (1985) 半导体器件 - 物理技术 2. MS tyagi 半导体器件简介 3. M Sayer 和 A Manisingh 物理学和工程学中的测量仪器和实验设计 4. Ajoy Ghatak 和 Thyagrajam 光电子学 5. Millman Halkias:电子设备
DOI: 10.5281/zenodo.3591592 CZU 62-83:621.38 电力电子设备的未来趋势 Titu-Marius I. Băjenescu,ORCID ID:0000-0002-9371-6766 瑞士技术协会,瑞士电子集团 tmbajenesco@gmail.com 收稿日期:2019 年 10 月 16 日 接受日期:2019 年 2 月 12 日 摘要。半导体技术的最新进步以及电力电子器件在电能不同领域(特别是航空、运输和配电网络应用)日益增长的需求,对高频、高电压、高温和高电流密度等新规范提出了要求。所有这些都促进了电力设备的强劲发展。为此,应开发低电阻率薄膜的分离技术以及厚膜生长技术,包括绝缘晶片上的热丝 CVD。本文概述了半导体制造的发展、当前应用和前景。关键词:GaN、SiC、Si vs SiC、IGBT、MOSFET、HEMT、HFET、FET、金刚石功率器件。简介半导体的历史悠久而复杂。表 1 显示了功率半导体器件发展的时间表。在 1950 年代,晶闸管或可控硅整流器 (SCR) 是数百伏固态电力电子的唯一选择。随着技术的进一步发展,JFET、功率 MOSFET 和 IGBT 等新器件问世,它们的性能得到了极大提高,额定电压和电流也更高。现在,在 21 世纪,宽带隙 (WBG) 半导体是高性能电力电子趋势中的最新产品。电力电子技术是一项复杂的跨学科技术,从事该领域的研究需要具备电气工程及其他领域的综合背景。器件研究极其重要,因为该领域的发展从根本上引发了现代电力电子革命。目前硅和宽带隙 (WBG) 功率半导体(图 1、2、3、4)的研发趋势将持续下去,直到功率器件特性和额定值得到显著改善,接近理想的转换。自宽带隙电力电子技术问世以来,器件评论迎来了第二波流行,涵盖了 SiC、GaN 等材料,也许还包括钻石(但程度较小)。很明显,在不久的将来,SiC(而不是 GaN)将成为所选市场的主要 WBG 功率器件材料。宽带隙半导体是半导体材料的一个子类,其带隙大于 Si,通常在 2 到 4 电子伏 (eV) 之间。