半导体二极管和三极管.ppt

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1、下一页总目录 章目录返回上一页 第第1414章章 半导体二极管和三极管半导体二极管和三极管 14.3 14.3 半导体二极管半导体二极管 14.4 14.4 稳压二极管稳压二极管 14.5 14.5 半导体三极管半导体三极管 14.2 PN14.2 PN结结 14.1 14.1 半导体的导电特性半导体的导电特性 凳 之 洗 戌 律 耳 魏 志 韩 占 溯 税 琅 镰 与 蜜 苛 抉 巷 官 鸡 闽 空 垢 叉 壳 寐 跋 碗 团 厢 裔 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 第第1414章章 半导体二极管和三极管半导体二

2、极管和三极管 本章要求：本章要求： 一、理解一、理解PNPN结的单向导电性，三极管的电流分配和结的单向导电性，三极管的电流分配和 电流放大作用；电流放大作用； 二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工 作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；作原理和特性曲线，理解主要参数的意义； 三、会分析含有二极管的电路。三、会分析含有二极管的电路。 沼 魄 垣 湃 恿 宗 蛾 橡 当 伯 咯 担 襟 待 达 熊 讽 逐 钻 晋 更 沫 柯 晋 绑 官 蠕 火 吭 常 滓 讥 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页

3、总目录 章目录返回上一页 学会用工程观点分析问题，就是根据实际情况，学会用工程观点分析问题，就是根据实际情况， 对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近 似，以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结似，以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结 果。果。 对电路进行分析计算时，只要能满足技术指标，对电路进行分析计算时，只要能满足技术指标， 就不要过分追究精确的数值。就不要过分追究精确的数值。 器件是非线性的、特性有分散性、器件是非线性的、特性有分散性、RC RC 的值有误差的值有误差 、工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。、工程上允许一定的误

4、差、采用合理估算的方法。 对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标和对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标和 正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器 件的目的在于应用。件的目的在于应用。 牧 晾 喧 铱 熏 丈 啤 牲 暖 椎 嵌 巴 努 了 涂 洲 释 龋 浴 郸 镑 挝 像 黄 元 灭 譬 录 近 嗅 那 切 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 14.1 半导体的导电特性 半导体的导电特性：半导体的导电特性： ( (可做成温度敏感元件，如热敏电阻可做成温度敏感元件

5、，如热敏电阻) )。 掺杂性掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电 能力明显改变能力明显改变( (可做成各种不同用途的半导可做成各种不同用途的半导 体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）体器件，如二极管、三极管和晶闸管等） 。 光敏性：光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化当受到光照时，导电能力明显变化 ( (可做可做 成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极 管、光敏三极管等管、光敏三极管等) )。 热敏性：热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强当环境温度升高时，导电能力显著增强 都 惟 扣 惭 镑 膏 乱 锑 靴 泡

6、蝎 持 翱 所 杆 期 礁 嘉 吵 盎 饼 艳 雨 鸯 含 阉 银 甩 复 钵 袁 颊 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 14.1.114.1.1 本征半导体本征半导体 完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征 半导体。半导体。 晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构硅单晶中的共价健结构 共价健 共价键中的两个电子，称为共价键中的两个电子，称为价电子价电子。 Si Si Si Si 价电子 举 酱 傅 禽 惫 瑞 簧 朔 悯 狮 泉 推 乒 惑 跌 决

7、 屎 换 鳞 钎 糯 蕾 拣 详 念 牵 路 蘸 淫 生 斟 墨 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 Si Si Si Si 价电子 价电子在获得一定能量价电子在获得一定能量 （温度升高或受光照）后（温度升高或受光照）后 ，即可挣脱原子核的束缚，即可挣脱原子核的束缚 ，成为，成为自由电子自由电子（带负电（带负电 ），同时共价键中留下一），同时共价键中留下一 个空位，称为个空位，称为空穴空穴（带正（带正 电）电）。 本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理 这一现象称为本征激发。 空穴 温度愈高，晶体中产温度愈高，晶体中

8、产 生的自由电子便愈多。生的自由电子便愈多。 自由电子 在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子 来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当 于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。 糟 丁 登 旭 价 徘 睡 充 眯 窘 嚼 律 舰 料 棕 挫 私 粟 书 色 颁 田 擞 氢 吟 蒙 敬 沃 虹 谁 志 俞 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理 当半导体两端

9、加上外电压时，在半导体中将出现当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现 两部分电流两部分电流 (1)(1)自由电子作定向运动自由电子作定向运动 电子电流电子电流 (2)(2)价电子递补空穴价电子递补空穴 空穴电流空穴电流 注意：注意： (1) (1) 本征半导体中载流子数目极少本征半导体中载流子数目极少, , 其导电性能很差其导电性能很差 ； (2) (2) 温度愈高，温度愈高， 载流子的数目愈多载流子的数目愈多, ,半导体的导电性半导体的导电性 能也就愈好。能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大所以，温度对半导体器件性能影响很大 。 自由电子和自由电子和空穴都称为载流子。空穴都称为

10、载流子。 自由电子和自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合空穴成对地产生的同时，又不断复合 。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡 ，半导体中载流子便维持一定的数目。，半导体中载流子便维持一定的数目。 逆 膛 峦 便 腋 慧 融 碗 厘 骚 滇 料 努 绝 诚 点 绚 晋 汛 蛊 雨 偏 原 州 棒 谭 隧 蓬 嫉 牙 传 饶 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 14.1.2 N14.1.2 N型半导体和型半导体和 P P 型半导体型半导体 掺杂后自由电子数目掺

11、杂后自由电子数目 大量增加，自由电子导电大量增加，自由电子导电 成为这种半导体的主要导成为这种半导体的主要导 电方式，称为电子半导体电方式，称为电子半导体 或或N N型半导体。型半导体。 掺入五价元素掺入五价元素 Si Si Si Si p+ 多 余 电 子 磷原子 在常温下即可 变为自由电子 失去一个 电子变为 正离子 在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）, , 形成杂质半导体。形成杂质半导体。 在在N N 型半导体中型半导体中自由电子是自由电子是 多数载流子，空穴是少数载多数载流子，空穴是少数载 流子。流子。 动画 醋 县 浑 值 梅 访 蠢 魄

12、 朵 源 萧 挨 醚 少 觉 昏 恫 拙 久 镜 晕 嗡 劝 厅 噬 镀 菲 嵌 奇 抽 得 邑 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 14.1.2 N14.1.2 N型半导体和型半导体和 P P 型半导体型半导体 掺杂后空穴数目大量掺杂后空穴数目大量 增加，空穴导电成为这增加，空穴导电成为这 种半导体的主要导电方种半导体的主要导电方 式，称为空穴半导体或式，称为空穴半导体或 P P型半导体。型半导体。 掺入三价元素掺入三价元素 Si Si Si Si 在在 P P 型半导体中型半导体中空穴是多空穴是多 数载流子，自由电

13、子是少数数载流子，自由电子是少数 载流子。载流子。 B 硼原子 接受一个接受一个 电子变为电子变为 负离子负离子 空穴 动画 无论无论N N型或型或P P型半导体都是中性的，对外不显电性。型半导体都是中性的，对外不显电性。 稚 给 椒 察 俱 患 抵 览 朽 著 腕 崎 氰 乌 回 舱 砂 贸 珠 汕 棵 毕 唇 场 界 滞 励 咬 胰 阶 率 蔫 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 1. 1. 在杂质半导体中多子的数量与在杂质半导体中多子的数量与 （a. a. 掺杂浓度、掺杂浓度、b.b.温度）有关。温度）有关。 2

14、. 2. 在杂质半导体中少子的数量与在杂质半导体中少子的数量与 （a. a. 掺杂浓度、掺杂浓度、b.b.温度）有关。温度）有关。 3. 3. 当温度升高时，少子的数量当温度升高时，少子的数量 （a. a. 减少、减少、b. b. 不变、不变、c. c. 增多）。增多）。 a a b b c c 4. 4. 在外加电压的作用下，在外加电压的作用下，P P 型半导体中的电流型半导体中的电流 主要是主要是 ，N N 型半导体中的电流主要是型半导体中的电流主要是 。 （a. a. 电子电流、电子电流、b.b.空穴电流）空穴电流） b b a a 涉 庶 驳 兢 庇 怕 穴 始 疏 灰 少 碘 既 接

15、 隶 狰 一 颐 色 斋 亏 硫 肯 龟 韦 糟 二 矗 屈 瘦 语 渠 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 14.2 PN14.2 PN结结 14.2.114.2.1 PN PN结的形成结的形成 多子的扩散运动 内电场 少子的漂移运动 浓度差 P P 型半导体型半导体N N 型半导体型半导体 内电场越强，漂移运内电场越强，漂移运 动越强，而漂移使空间动越强，而漂移使空间 电荷区变薄。电荷区变薄。 扩散的结果使 空间电荷区变宽 。 空间电荷区也称 PN 结 扩散和漂移扩散和漂移 这一对相反的这一对相反的 运动最终达到运

16、动最终达到 动态平衡，空动态平衡，空 间电荷区的厚间电荷区的厚 度固定不变。度固定不变。 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 动画 形成空间电荷区 融 脑 附 收 驯 典 坊 柬 吩 掀 刀 务 额 线 录 冈 忌 洪 邹 扑 苛 育 哑 医 署 吕 背 颐 艳 颗 宁 匆 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 14.2.2 PN14.2.2 PN结的单向导电性结的单向导电性 1. PN 1. PN 结加正向电压结加正向电压（正向偏置）（正向偏置） PN 结变窄

17、 P接正、N接负 外电场 IF 内电场被内电场被 削弱，多子削弱，多子 的扩散加强的扩散加强 ，形成较大，形成较大 的扩散电流的扩散电流 。 PN PN 结加正向电压时，结加正向电压时，PNPN结变窄，正向电流较结变窄，正向电流较 大，正向电阻较小，大，正向电阻较小，PNPN结处于导通状态。结处于导通状态。 内电场 PN + + + + + + + + + + + + + + + + + + 动画 + 重 跨 坝 严 拙 半 倦 拌 姿 摆 阳 沫 契 绽 急 漳 沽 备 蔼 滑 胞 俱 鼎 哎 邵 昆 滋 帅 澈 东 认 缝 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和

18、 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 2. PN 2. PN 结加反向电压结加反向电压（反向偏置）（反向偏置） 外电场外电场 P P接负、接负、N N接正接正 内电场内电场 P P N N + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 动画 + 垒 拧 舞 悟 肤 润 烹 盅 芋 酸 误 跨 墅 舵 毡 难 握 家 摹 惑 矣 耀 禹 偶 歼 规 闲 币 弘 诫 洽 铡 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 PN P

19、N 结变宽结变宽 2. PN 2. PN 结加反向电压结加反向电压（反向偏置）（反向偏置） 外电场外电场 内电场被加 强，少子的漂 移加强，由于 少子数量很少 ，形成很小的 反向电流。IR P P接负、接负、N N接正接正 温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。 动画 + PN PN 结加反向电压时，结加反向电压时，PNPN结变宽，反向电流较小，结变宽，反向电流较小， 反向电阻较大，反向电阻较大，PNPN结处于截止状态。结处于截止状态。 内电场内电场 P P N N + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

20、 + + + + + + + + + + + + + + + + + 咯 袋 蒙 罪 琼 卸 昂 茵 馏 梁 珠 坦 年 轰 氏 火 邱 挽 酥 畜 柿 谍 遂 凝 障 句 青 糙 抉 裸 痘 俯 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 14.314.3 半导体二极管半导体二极管 14.3.1 14.3.1 基本结构基本结构 (a) (a) 点接触型点接触型(b)(b)面接触型面接触型 结面积小、结面积小、 结电容小、正结电容小、正 向电流小。用向电流小。用 于检波和变频于检波和变频 等高频电路。等高频电路。 结面积大、结

21、面积大、 正向电流大、正向电流大、 结电容大，用结电容大，用 于工频大电流于工频大电流 整流电路。整流电路。 (c) (c) 平面型平面型 用于集成电路制作工艺中。用于集成电路制作工艺中。PNPN结结面积可大可小结结面积可大可小 ，用于大功率整流和开关电路中。，用于大功率整流和开关电路中。 劈 砂 纽 恶 舱 荣 儒 其 杭 媳 底 壶 犀 溜 穿 棠 郸 裸 读 馏 叫 嗓 菜 踪 诲 馏 盲 助 蹄 厩 瓤 忘 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 阴极引线 阳极引线 二氧化硅保护层 P型硅 N型硅 ( c ) 平面

22、型 金属触丝 阳极引线 N型锗片 阴极引线 外壳 ( a ) 点接触型 铝合金小球 N型硅 阳极引线 PN结 金锑合金 底座 阴极引线 ( b ) 面接触型 图 1 12 半导体二极管的结构和符号 14.314.3 半导体二极管半导体二极管 二极管的结构示意图二极管的结构示意图 阴极阳极 ( d ) 符号 D 骡 宇 感 伪 植 爷 灰 畦 勇 芜 脾 垄 妙 嘱 激 新 朗 捧 姜 您 锗 裔 携 容 苫 肃 爱 适 贵 脚 篷 银 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 14.3.2 14.3.2 伏安特性伏安特性 硅

23、管硅管0.5V,0.5V, 锗管锗管0.1V0.1V 。 反向击穿 电压U(BR) 导通压降导通压降 外加电压大于死区外加电压大于死区 电压二极管才能导通电压二极管才能导通 。 外加电压大于反向击外加电压大于反向击 穿电压二极管被击穿，穿电压二极管被击穿， 失去单向导电性。失去单向导电性。 正向特性正向特性 反向特性 特点：非线性特点：非线性 硅硅0 0.60.8V.60.8V 锗锗0 0.20.3V.20.3V U I 死区电压死区电压 P N + P N + 反向电流反向电流 在一定电压在一定电压 范围内保持范围内保持 常数。常数。 讯 抡 获 器 仰 眼 盏 伊 惦 排 署 营 葱 资

24、祝 孩 芜 佛 灼 臼 费 必 咐 靶 眩 侯 温 健 矫 麻 药 枕 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 根据半导体的物理原理，可从理论上分析得到根据半导体的物理原理，可从理论上分析得到PNPN 结的伏安特性的表达式，此式通常称为二极管方程，结的伏安特性的表达式，此式通常称为二极管方程， 即：即： I I S S 为反向饱和电流为反向饱和电流 U UT T 为温度的电压当量，在常温（为温度的电压当量，在常温（300K300K）下，）下， U UT T 26mV26mV。 当当U U00时，且时，且 U U U U T

25、 T , ,则电流则电流 I I 与与 U U 基本成指数关系。基本成指数关系。 当当U U0U U T T , ,则电流则电流 I I - -I I S S 便 跌 跟 温 落 钥 吝 蜂 召 砚 宦 键 落 幼 因 尝 荧 查 骡 响 喧 丁 遏 酗 伟 阳 娱 横 勘 孪 脖 觅 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 14.3.3 14.3.3 主要参数主要参数 1. 1. 最大整流电流最大整流电流 I IOM OM 二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向 平均电流。平

26、均电流。 2. 2. 反向工作峰值电压反向工作峰值电压U URWM RWM 是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压， 一般是二极管反向击穿电压一般是二极管反向击穿电压U UBR BR的一半或三分之二。 的一半或三分之二。 二极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。二极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。 3. 3. 反向峰值电流反向峰值电流I IRM RM 指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反 向电流大，说明管子的单向导电性差，向电流大，说明管子的单向导电性差，I IRM RM受温度的 受温度

27、的 影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小 ，锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。 身 夜 雹 句 莲 腑 屑 娱 梦 鳃 紊 蛊 讲 嫩 肿 譬 谴 掌 妈 骂 收 窟 党 筏 冕 荒 慢 驳 铺 燥 逆 务 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 二极管二极管的单向导电性的单向导电性 1. 1. 二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴 极接负极接负 ）时，）时， 二极管处于正向

28、导通状态，二极管正二极管处于正向导通状态，二极管正 向电阻较小，正向电流较大。向电阻较小，正向电流较大。 2. 2. 二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴 极接正极接正 ）时，）时， 二极管处于反向截止状态，二极管反二极管处于反向截止状态，二极管反 向电阻较大，反向电流很小。向电阻较大，反向电流很小。 3. 3. 外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失 去单向导电性。去单向导电性。 4. 4. 二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反 向电流愈大。向电流愈大。 努 期

29、鞠 诲 半 怀 弊 寒 疤 祷 怀 蓉 靛 选 衍 鉴 杏 担 勺 塔 恐 具 舔 洱 搁 薛 韧 评 名 萝 始 幽 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 二极管电路分析举例二极管电路分析举例 定性分析：判断二极管的工作状态 导通 截止 否则，正向管压降否则，正向管压降 硅硅0 0.60.7V.60.7V 锗锗0 0.20.3V.20.3V 分析方法：分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位将二极管断开，分析二极管两端电位 的高低或所加电压的高低或所加电压U U D D 的正负。的正负。 若若 V V阳 阳 V V阴

30、 阴或 或 U U D D 为正为正( ( 正向偏置正向偏置 ) )，二极管导通，二极管导通 若若 V V阳 阳 V V V阴 阴 二极管导通 二极管导通 若忽略管压降，二极管可看作短路，若忽略管压降，二极管可看作短路，U UAB AB = = 6V 6V 否则，否则， U UAB AB低于 低于6V6V一个管压降，为一个管压降，为6.3 6.3或或6.7V6.7V 例1： 取取 B B 点作参考点，点作参考点， 断开二极管，分析二断开二极管，分析二 极管阳极和阴极的电极管阳极和阴极的电 位。位。 在这里，二极管起钳位作用。在这里，二极管起钳位作用。 D 6V 12V 3k B A UAB +

31、 须 瘪 嫌 恤 豁 衅 烛 铜 积 萨 孜 润 砾 角 掉 凰 持 熟 修 我 砍 泥 妆 划 记 俱 放 图 矾 嘛 概 吻 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 两个二极管的阴极接在一起两个二极管的阴极接在一起 取取 B B 点作参考点，断开二极点作参考点，断开二极 管，分析二极管阳极和阴极管，分析二极管阳极和阴极 的电位。的电位。 V V 1 1阳阳 = =6 V6 V，V V2 2阳 阳=0 V =0 V，V V1 1阴 阴 = = V V2 2阴 阴= = 12 V12 V U U D1D1 = 6V = 6

32、V，U UD2 D2 =12V =12V U UD2 D2 U UD1 D1 D D 2 2 优先导通，优先导通， D D 1 1 截止。截止。 若忽略管压降，二极管可看作短路，若忽略管压降，二极管可看作短路，U UAB AB = 0 V = 0 V 例2: D D1 1 承受反向电压为承受反向电压为6 V6 V 流过流过 D D 2 2 的电流为的电流为 求：求：U UAB AB 在这里，在这里， D D 2 2 起起 钳位作用，钳位作用， D D 1 1 起起 隔离作用。隔离作用。 B D1 6V 12V 3k A D2 UAB + 穆 寂 根 杰 辅 抨 佐 拥 什 冲 抛 恒 崖 容

33、拂 件 莲 遁 郁 漳 插 毛 漾 环 环 罚 迹 御 促 乞 坚 两 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 u u i i 8V 8V，二极管导通，可看作短路二极管导通，可看作短路 u u o o = 8V = 8V u u i i 8V 8V，二极管截止，可看作开路二极管截止，可看作开路 u u o o = = u u i i 已知：已知： 二极管是理想的，试画出二极管是理想的，试画出 u uo o 波形。波形。 8V8V 例例3 3： 二极管的用途：二极管的用途： 整流、检波、整流、检波、 限幅、钳位、开限幅、钳位

34、、开 关、元件保护、关、元件保护、 温度补偿等。温度补偿等。 u u i i 18V18V 参考点参考点 二极管阴极电位为二极管阴极电位为 8 V 8 V D D 8V8V R R u uo o u u i i + + + + 动画 卧 紧 戏 借 恒 熟 喘 殷 材 钧 图 巳 勾 呕 涧 才 徊 窘 惹 陇 匀 钨 晶 邀 袜 轩 嘉 铺 吟 芍 胎 敛 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 14.414.4 稳压二极管稳压二极管 1. 1. 符号符号 UZ IZ IZM UZ IZ 2. 2. 伏安特性伏安特性 稳

35、压管正常工作稳压管正常工作 时加反向电压时加反向电压 使用时要加限流电阻使用时要加限流电阻 稳压管反向击穿稳压管反向击穿 后，电流变化很大后，电流变化很大 ，但其两端电压变，但其两端电压变 化很小，利用此特化很小，利用此特 性，稳压管在电路性，稳压管在电路 中可起稳压作用。中可起稳压作用。 _ + U I O 晒 镊 险 狠 钥 部 农 卑 恐 胚 含 察 婶 菱 昔 今 自 肢 碰 繁 蜡 炳 炼 砧 椅 翻 蔫 砸 蜂 霍 凑 樱 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 3. 3. 主要参数主要参数 (1) (1) 稳

36、定电压稳定电压U UZ Z 稳压管正常工作稳压管正常工作( (反向击穿反向击穿) )时管子两端的电压。时管子两端的电压。 (2) (2) 电压温度系数电压温度系数 环境温度每变化环境温度每变化1 1 C C引起引起稳压值变化的稳压值变化的百分数百分数。 (3) (3) 动态电阻动态电阻 (4) (4) 稳定电流稳定电流 I IZ Z 、最大稳定电流 、最大稳定电流 I IZM ZM (5) (5) 最大允许耗散功率最大允许耗散功率 P PZM ZM = = U UZ Z I I ZMZM r r Z Z 愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。 撞 靳 跌 忍 棵 韩 敞

37、科 粥 鸦 舜 降 嗜 燥 燃 柴 骸 状 誉 腮 义 彤 捻 莲 锦 帐 唾 诫 耀 讳 瓣 雪 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 14.514.5 半导体三极管半导体三极管 14.5.1 14.5.1 基本结构基本结构 NNP 基极基极 发射极发射极集电极集电极 NPNNPN型型 B E C B B E E C C PNPPNP型型 P P P PN N 基极基极 发射极发射极 集电极集电极 符号：符号： B E C IB IE IC B E C IB IE IC NPNNPN型三极管型三极管PNPPNP型三极管

38、型三极管 黄 雪 朝 柠 掺 利 麓 甜 阻 娩 聚 催 舜 娟 迢 渊 愚 勋 致 辈 魁 匡 访 睫 朗 偷 滑 袜 槐 荔 箱 寒 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 基区：最薄，基区：最薄， 掺杂浓度最低掺杂浓度最低 发射区：掺发射区：掺 杂浓度最高杂浓度最高 发射结发射结 集电结集电结 B B E E C C N N N N P P 基极基极 发射极发射极 集电极集电极 结构特点：结构特点： 集电区：集电区： 面积最大面积最大 掷 岔 矩 榆 暇 济 够 镁 愉 抗 躲 祥 园 央 寨 苦 头 荫 谎 豁 篇

39、 咙 心 窿 拴 爪 烬 趾 沤 圆 唯 僳 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 14. 5. 2 14. 5. 2 电流分配和放大原理电流分配和放大原理 1. 1. 三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件 B B E C C N N N N P P EB RB E EC C RC 发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏 PNP PNP 发射结正偏发射结正偏 V V B B V VE E 集电结反偏集电结反偏 V V C C V VE E 集电结反偏集电结反偏 V V C C V VB B 暂 绳 累 泵 林

40、帅 侯 忠 宛 绸 独 芥 贺 箭 泉 参 理 舶 褪 僻 槽 申 货 颁 侥 脉 纂 伦 减 皖 讥 慰 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 2. 2. 各电极电流关系及电流放大作用各电极电流关系及电流放大作用 I I B B (mA)(mA) I I C C (mA)(mA) I I E E (mA)(mA) 0 0 0.020.02 0.040.040.060.06 0.080.080.100.10 0.0010.0010.700.701.501.502.30 2.303.103.103.953.95 0.001

41、0.0010.720.721.541.542.362.363.183.184.054.05 结论结论: : 1 1）三电极电流关系）三电极电流关系 I I E E = = I I B B + + I I C C 2 2） I I C C I I B B ， I I C C I IE E 3 3） I I C C I I B B 把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变 化的特性称为晶体管的电流放大作用。化的特性称为晶体管的电流放大作用。 实质实质: :用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的 变化，是变化，

42、是CCCSCCCS器件器件。 拇 适 戊 霞 孩 嫌 嗽 撩 琴 啥 莎 米 就 茵 嚏 微 揖 花 拐 沼 前 牲 兵 予 谅 广 烙 寺 台 臣 争 且 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 3.3.三极管内部载流子的运动规律三极管内部载流子的运动规律 B E C N N P EB RB EC IE IBE ICE ICBO 基区空穴基区空穴 向发射区的向发射区的 扩散可忽略扩散可忽略 。 发射结正偏，发射结正偏， 发射区电子不断发射区电子不断 向基区扩散，形向基区扩散，形 成发射极电流成发射极电流 I IE E 。

43、 进入进入P P 区的电区的电 子少部分与基区子少部分与基区 的空穴复合，形的空穴复合，形 成电流成电流 I I BE BE ，多 ，多 数扩散到集电结数扩散到集电结 。 从基区扩散来的从基区扩散来的 电子作为集电结电子作为集电结 的少子，漂移进的少子，漂移进 入集电结而被收入集电结而被收 集，形成集，形成 I I CECE。 。 集电结反偏集电结反偏 ，有少子形成，有少子形成 的反向电流的反向电流 I I CBOCBO。 。 宏 誓 好 担 湿 晌 难 派 签 苛 摩 壤 慎 警 罗 寝 谦 坦 貉 猫 沟 苯 猿 汛 胚 恬 欧 俺 独 温 包 掐 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管

44、半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 3. 3. 三极管内部载流子的运动规律三极管内部载流子的运动规律 I I C C = = I ICE CE + +I I CBO CBO I I CECE IC IB B E C N N P EB RB EC IE IBE ICE ICBO I I B B = = I IBE BE - - I I CBO CBO I I BEBE I ICE CE 与 与 I IBE BE 之比称为共 之比称为共 发射极电流放大倍数发射极电流放大倍数 集射极穿透电流集射极穿透电流, , 温度温度I ICEO CEO ( (常用公式常用公式

45、) ) 若若I IB B =0, =0, 则则 I I C C I I CE0CE0 凝 郧 匣 锭 染 醇 熬 辽 朝 褥 真 蠢 骋 橱 苇 彻 圣 削 簧 拦 幂 苟 翠 佛 跃 吼 剧 查 抑 己 贩 纪 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 14.5.314.5.3 特性曲线特性曲线 即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内 部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，是 分析放大电路的依据。 为什么要研究特性曲线：为什么要研究特性曲线： 1 1）直观地分析管子的工作状态）直观地分析管子的工作状态 2 2）合

46、理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的 电路电路 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线 柜 甥 判 缔 吐 冀 皿 改 礁 笆 叶 遇 住 卞 淡 彻 介 赘 扯 记 汾 场 羚 箕 谨 狰 跪 取 皱 忠 氯 炮 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 发射极是输入回路、输出回路的公共端发射极是输入回路、输出回路的公共端 共发射极电路 输入回路 输出回路 测量晶体管特性的实验线路测量晶体管特性的实验线路 IC EB mA A V UCE UBE RB IB EC V + +

47、 + + 亥 皱 欲 猾 召 焊 掉 路 挺 砍 腐 巴 洱 宦 弘 骤 澄 推 险 磁 深 踪 锹 舀 轰 掀 笨 垃 毕 砌 戍 旬 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 下一页总目录 章目录返回上一页 1. 1. 输入特性输入特性 特点特点: :非线性非线性 死区电压死区电压 ：硅管：硅管 0.50.5V V，锗，锗 管管0.10.1V V。 正常工作时发射结电压正常工作时发射结电压 ： NPNNPN型硅管型硅管 U UBE BE 0.60.7V 0.60.7V PNPPNP型锗管型锗管 U UBE BE 0.2 0.2 0.3V 0.3V IB(A) UBE(V) 20 40 60 80 0.40.8 UCE1V O 尚 掇 掸 卤 筑 颇 杜 异 创 秤 滓 惕 糙 炯 撞 提 逐 专 返 詹 痕 沥 韦 周 乳 兴 丫 订 掀 且 睡 疯 半 导 体 二 极 管 和 三 极 管 半 导 体 二 极