電子技術(shù)安徽師范大學(xué)數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院2014.2第一章半導(dǎo)體器件1半導(dǎo)體的基本知識(shí)2半導(dǎo)體二極管3半導(dǎo)體三極管4場(chǎng)效應(yīng)晶體管1半導(dǎo)體的基本知識(shí)導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體一、導(dǎo)體自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱(chēng)為導(dǎo)體，金屬一般都是導(dǎo)體。二、絕緣體有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱(chēng)為絕緣體，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。三、半導(dǎo)體另有一類(lèi)物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間，稱(chēng)為半導(dǎo)體，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。1.1.1半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，所以它具有不同于其它物質(zhì)的特點(diǎn)。例如：

當(dāng)受外界熱和光的作用時(shí)，它的導(dǎo)電能力明顯變化。光敏元件、熱敏元件屬于此類(lèi)。

往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會(huì)使它的導(dǎo)電能力明顯改變。二極管、三極管屬于此類(lèi)。本征半導(dǎo)體——化學(xué)成分純凈的半導(dǎo)體。制造半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體材料的純度要達(dá)到99.9999999%，常稱(chēng)為“九個(gè)9”。它在物理結(jié)構(gòu)上呈單晶體形態(tài)。電子技術(shù)中用的最多的是硅和鍺。它們的最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè)。一、本征半導(dǎo)體1、本征半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)圖5.1Ge和Si原子的模型GeSi通過(guò)一定的工藝過(guò)程，可以將半導(dǎo)體制成晶體。外層電子受原子核的束縛力最小，成為價(jià)電子。物質(zhì)的性質(zhì)是由價(jià)電子決定的。

純凈的晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱(chēng)為本征半導(dǎo)體。Ge或Si原子生成晶體時(shí)，其原子排列就由雜亂無(wú)章的狀態(tài)變成了非常整齊的狀態(tài)，原子間的距離都是相等的。研究一塊純凈的Ge或Si晶體時(shí)，可發(fā)現(xiàn)每個(gè)原子有4個(gè)相鄰的原子圍繞著，每?jī)蓚€(gè)相鄰原子間共有一對(duì)電子(稱(chēng)為價(jià)電子)，組成共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)，共價(jià)鍵中的價(jià)電子為這些原子所共有，并為它們所束縛，在空間形成排列有序的晶體。如圖5.2所示。其本征半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)如圖5.3所示。圖5.2Ge或Si晶體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵共用電子對(duì)+4表示除去價(jià)電子后的原子+4+4+4+4圖5.3本征半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)示意圖共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱(chēng)為束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成為自由電子，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，所以本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱。形成共價(jià)鍵后，每個(gè)原子的最外層電子是八個(gè)，構(gòu)成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。+4+4+4+42、本征激發(fā)在絕對(duì)0度（T=0K）和沒(méi)有外界激發(fā)時(shí),價(jià)電子完全被共價(jià)鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒(méi)有可以運(yùn)動(dòng)的帶電粒子（即載流子），它的導(dǎo)電能力為0，相當(dāng)于絕緣體。當(dāng)溫度升高或受到光的照射時(shí)，價(jià)電子能量增高，有的價(jià)電子可以掙脫原子核的束縛，而參與導(dǎo)電，成為自由電子，同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱(chēng)為空穴。1）.載流子、自由電子和空穴

這一現(xiàn)象稱(chēng)為本征激發(fā)，也稱(chēng)熱激發(fā)。+4+4+4+4自由電子空穴束縛電子空穴顯示出的功效類(lèi)似正電荷(嚴(yán)格地說(shuō)，空穴不是正電荷)，所以，空穴也是一種載流子。2）.本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理+4+4+4+4在其它力的作用下，空穴吸引附近的電子來(lái)填補(bǔ)（但是，當(dāng)一個(gè)自由電子進(jìn)入空穴時(shí)，空穴就會(huì)消失，這稱(chēng)為復(fù)合），這樣的結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移，而空穴的遷移相當(dāng)于正電荷的移動(dòng)—電流。本征半導(dǎo)體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即自由電子和空穴。溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)，溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個(gè)重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一大特點(diǎn)。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成：

1.自由電子移動(dòng)產(chǎn)生的電流。

2.空穴移動(dòng)產(chǎn)生的電流。本征半導(dǎo)體中，產(chǎn)生電流的根本原因是由于共價(jià)鍵中出現(xiàn)了空穴。由于空穴數(shù)量有限，所以其電阻率很大。二、雜質(zhì)半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加。P型半導(dǎo)體：空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱(chēng)為（空穴半導(dǎo)體）。N型半導(dǎo)體：自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱(chēng)為（電子半導(dǎo)體）。

摻雜的半導(dǎo)體稱(chēng)為雜質(zhì)半導(dǎo)體。摻雜的方法是將少量的雜質(zhì)元素加入到加熱了的Ge或Si晶體中。如果在Si晶體中摻入少量的五價(jià)雜質(zhì)元素，例如磷(P)元素，則P原子將全部擴(kuò)散到加熱了的Si晶體中。因?yàn)镻原子比Si原子數(shù)目少得多，所以當(dāng)冷卻后形成固態(tài)晶體時(shí)，整個(gè)晶體結(jié)構(gòu)不變，只是某些位置上的Si原子被P原子代替了。因?yàn)槊總€(gè)P原子有5個(gè)外層子，所以組成共價(jià)鍵后就自然而然地多出一個(gè)電子，此電子受原子核的束縛力很小，很容易成為自由電子。1.N型半導(dǎo)體

在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)雜質(zhì)元素，例如磷，可形成N型半導(dǎo)體,也稱(chēng)電子型半導(dǎo)體。因五價(jià)雜質(zhì)原子中只有四個(gè)價(jià)電子能與周?chē)膫€(gè)半導(dǎo)體原子中的價(jià)電子形成共價(jià)鍵，而多余的一個(gè)價(jià)電子因無(wú)共價(jià)鍵束縛而很容易形成自由電子。

在N型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子,它主要由雜質(zhì)原子提供；另外，硅晶體由于熱激發(fā)會(huì)產(chǎn)生少量的電子空穴對(duì)，所以空穴是少數(shù)載流子。+4+4+5+4多余電子磷原子N型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)

提供自由電子的五價(jià)雜質(zhì)原子因失去一個(gè)電子而帶單位正電荷而成為正離子，因此五價(jià)雜質(zhì)原子也稱(chēng)為施主原子。N型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。磷原子核自由電子+4+4+5+4N型半導(dǎo)體中的載流子是什么？1.由施主原子提供的電子，濃度與施主原子相同。2.本征半導(dǎo)體中成對(duì)產(chǎn)生的電子和空穴。2.P型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量的三價(jià)元素，如硼，晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，硼原子的最外層有三個(gè)價(jià)電子，與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)空穴。這個(gè)空穴可能吸引束縛電子來(lái)填補(bǔ)，使得硼原子成為不能移動(dòng)的帶負(fù)電的離子。由于硼原子接受電子，所以稱(chēng)為受主原子。+4+4+3+4空穴硼原子P型半導(dǎo)體中：空穴是多數(shù)載流子，主要由摻雜形成；

電子是少數(shù)載流子，由熱激發(fā)形成。雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法：－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++N型半導(dǎo)體雜質(zhì)型半導(dǎo)體多子和少子的移動(dòng)都能形成電流。但由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子。近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等。3.雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體導(dǎo)電性的影響

摻入雜質(zhì)對(duì)本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性有很大的影響，一些典型的數(shù)據(jù)如下:

T=300K室溫下,本征硅的電子和空穴濃度:

n=p=1.4×1010/cm31

2摻雜后N型半導(dǎo)體中的自由電子濃度:

n=5×1016/cm3

本征硅的原子濃度:4.96×1022/cm3

3以上三個(gè)濃度基本上依次相差106/cm3

。小結(jié)1、半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間。

2、在一定溫度下，本征半導(dǎo)體因本征激發(fā)而產(chǎn)生自由電子和空穴對(duì)，故其有一定的導(dǎo)電能力。

3、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力主要由溫度決定；雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力主要由所摻雜質(zhì)的濃度決定。

4、P型半導(dǎo)體中空穴是多子，自由電子是少子。N型半導(dǎo)體中自由電子是多子，空穴是少子。

5、半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力與溫度、光強(qiáng)、雜質(zhì)濃度和材料性質(zhì)有關(guān)。1.PN結(jié)的形成物質(zhì)從濃度大的地方向濃度小的地方運(yùn)動(dòng)叫擴(kuò)散。當(dāng)P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起時(shí)，因?yàn)榭昭ㄔ赑區(qū)中是多子，在N區(qū)中是少子；同樣，電子在N區(qū)中是多子，在P區(qū)中是少子，所以在P、N兩區(qū)交界處，由于載流子濃度的差異，要發(fā)生電子和空穴的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，多子都要向?qū)Ψ絽^(qū)域移動(dòng)。當(dāng)電子和空穴相遇時(shí)會(huì)復(fù)合消失。假設(shè)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的方向由正指向負(fù)(P區(qū)指向N區(qū))，則空穴將順擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)方向移動(dòng)，電子將逆擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)方向移動(dòng)。1.1.2PN結(jié)及其單向?qū)щ娞匦訮型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)越寬?？臻g電荷區(qū)，也稱(chēng)耗盡層。擴(kuò)散到對(duì)方的載流子在P區(qū)和N區(qū)的交界處附近被相互中和掉，使P區(qū)一側(cè)因失去空穴而留下不能移動(dòng)的負(fù)離子，N區(qū)一側(cè)因失去電子而留下不能移動(dòng)的正離子。這樣在兩種半導(dǎo)體交界處逐漸形成由正、負(fù)離子組成的空間電荷區(qū)（耗盡層）。由于P區(qū)一側(cè)帶負(fù)電，N區(qū)一側(cè)帶正電，所以出現(xiàn)了方向由N區(qū)指向P區(qū)的內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，就使漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。

當(dāng)擴(kuò)散和漂移運(yùn)動(dòng)達(dá)到平衡后，空間電荷區(qū)的寬度和內(nèi)電場(chǎng)電位就相對(duì)穩(wěn)定下來(lái)。此時(shí)，有多少個(gè)多子擴(kuò)散到對(duì)方，就有多少個(gè)少子從對(duì)方飄移過(guò)來(lái)，二者產(chǎn)生的電流大小相等，方向相反。因此，在相對(duì)平衡時(shí)，流過(guò)PN結(jié)的電流為0。內(nèi)電場(chǎng)空間電荷區(qū)耗盡層電子空穴P區(qū)N區(qū)

擴(kuò)散的結(jié)果在兩區(qū)交界處的P區(qū)一側(cè)，出現(xiàn)了一層帶負(fù)電荷的粒子區(qū)(即不能移動(dòng)的負(fù)離子)；在N區(qū)一側(cè)，出現(xiàn)了一層帶正電荷的粒子區(qū)(即不能移動(dòng)的正離子)，形成了一個(gè)很薄的空間電荷區(qū)，這就是PN結(jié)，如圖。

濃度差

多子擴(kuò)散空間電荷區(qū)

(雜質(zhì)離子)

內(nèi)電場(chǎng)促少子阻多子漂移擴(kuò)散動(dòng)態(tài)平衡時(shí)PN結(jié)形成過(guò)程：1).空間電荷區(qū)中沒(méi)有載流子。2).空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)阻礙P中的空穴.N區(qū)

中的電子（都是多子）向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)（擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)）。3).P

區(qū)中的電子和N區(qū)中的空穴（都是少子），數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。注意:2.PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦?/p>

PN結(jié)加上正向電壓、正向偏置的意思都是：P區(qū)加正、N區(qū)加負(fù)電壓。

PN結(jié)加上反向電壓、反向偏置的意思都是：

P區(qū)加負(fù)、N區(qū)加正電壓。一、PN結(jié)正向偏置－－－－++++RUf內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)變薄PN+_內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)能夠形成較大的擴(kuò)散電流。擴(kuò)散電流遠(yuǎn)大于漂移電流，可忽略漂移電流的影響，PN結(jié)呈現(xiàn)低阻性。(1)當(dāng)0≤Uf＜UT時(shí)，UT為死區(qū)電壓，或稱(chēng)門(mén)坎電壓。這時(shí)由于外電場(chǎng)還不足以克服內(nèi)電場(chǎng)對(duì)載流子擴(kuò)散所造成的阻力，所以正向電流If幾乎為零，PN結(jié)呈現(xiàn)出一個(gè)大電阻，好像有一個(gè)門(mén)坎。

(2)當(dāng)Uf≥UT后，這時(shí)在外電場(chǎng)的作用下，內(nèi)電場(chǎng)被大大削弱，多子不斷地向?qū)Ψ絽^(qū)域擴(kuò)散，且進(jìn)入空間電荷區(qū)后，一部分空穴會(huì)與負(fù)離子中和，一部分電子會(huì)與正離子中和，使空間電荷量減少，PN結(jié)變窄。

空間電荷區(qū)中載流子數(shù)量的增加，相當(dāng)于PN結(jié)電阻的減小。這樣，載流子就能順利地越過(guò)PN結(jié)，形成閉合的回路，產(chǎn)生較大的正向電流If。因?yàn)橥怆娫床粩嗟叵虬雽?dǎo)體提供空穴和電子，所以使電流If得以維持。PN結(jié)的正向特性曲線如圖(b)所示。(1)空間電荷區(qū)變窄的過(guò)程，相當(dāng)于載流子充進(jìn)了PN結(jié)。P區(qū)一側(cè)充正電(充入空穴)，N區(qū)一側(cè)充負(fù)電(充入電子)，這現(xiàn)象如同一個(gè)電容器的充電，此電容稱(chēng)為耗盡層電容Ct。它是由耗盡層內(nèi)電荷存儲(chǔ)作用引起的。我們知道,耗盡層內(nèi)有不能運(yùn)動(dòng)的正負(fù)離子,因而該層缺少載流子,導(dǎo)電率很低,相當(dāng)于介質(zhì),而它兩邊的P區(qū)和N區(qū)導(dǎo)電率相對(duì)很高,相當(dāng)于金屬。當(dāng)外加電壓改變時(shí),耗盡層的電荷量也要改變,引起電容效應(yīng),耗盡層有勢(shì)壘,因此稱(chēng)為勢(shì)壘電容。需要指出的是：二、PN結(jié)反向偏置－－－－++++內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)變厚NP+_內(nèi)電場(chǎng)被被加強(qiáng)，多子的擴(kuò)散受抑制(可忽略擴(kuò)散電流)。少子漂移加強(qiáng)，但少子數(shù)量有限，只能形成較小的反向電流。PN結(jié)呈現(xiàn)高阻性。RUR

因此，PN結(jié)處于反偏時(shí)，電阻是很大的。PN結(jié)的反向特性曲線如圖所示。

IR有時(shí)也稱(chēng)為反向飽和電流IS。這是因?yàn)楫?dāng)溫度不變時(shí)，少子的濃度不變，所以在一定的電壓范圍內(nèi)，IR幾乎不隨反偏電壓的增加而變大，見(jiàn)圖。但溫度升高會(huì)使少子增加，故IR會(huì)隨溫度的上升而增長(zhǎng)很快，這就是PN結(jié)的溫度特性。由此可見(jiàn)，PN結(jié)具有單向?qū)щ姷奶匦约皽囟忍匦浴．?dāng)PN結(jié)反偏電壓UR超過(guò)某一數(shù)值時(shí)，反向電流IR會(huì)突然增大，出現(xiàn)反向電壓擊穿現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱(chēng)為反向擊穿。發(fā)生反向擊穿所需的電壓稱(chēng)為反向擊穿電壓UB。PN結(jié)的反向擊穿特性曲線如圖所示。4.PN結(jié)的擊穿特性反向擊穿特性曲線

反向擊穿現(xiàn)象有兩種類(lèi)型：

(1)雪崩擊穿。當(dāng)反向電壓太高時(shí)，載流子在阻擋層中將受到強(qiáng)烈的電場(chǎng)加速作用，獲得足夠的能量去碰撞原子，產(chǎn)生新的電子—空穴對(duì)。被撞出的載流子獲得能量后又可能再去碰撞別的原子，如此連鎖反應(yīng)造成了載流子的劇增。這種擊穿多發(fā)生在摻雜濃度不大的PN結(jié)。雪崩擊穿電壓一般高于6V。(2)齊納擊穿。當(dāng)反向電壓足夠大時(shí)，阻擋層中的強(qiáng)電場(chǎng)會(huì)將電子從共價(jià)鍵中強(qiáng)行拉出，產(chǎn)生電子—空穴對(duì)，使載流子劇增(其效果與溫度升高相仿)。這種擊穿多發(fā)生在摻雜濃度較高的PN結(jié)。齊納擊穿電壓一般低于6V。

PN結(jié)被擊穿后，PN結(jié)上的壓降高，電流大，功率大。當(dāng)PN結(jié)上的功耗使PN結(jié)發(fā)熱，并超過(guò)它的耗散功率時(shí)，PN結(jié)將發(fā)生熱擊穿。這時(shí)PN結(jié)的電流和溫度之間出現(xiàn)惡性循環(huán)，最終將導(dǎo)致PN結(jié)燒毀。熱擊穿——不可逆

雪崩擊穿

齊納擊穿

電擊穿——可逆2半導(dǎo)體二極管1.2.1半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)與分類(lèi)半導(dǎo)體二極管又稱(chēng)晶體二極管，簡(jiǎn)稱(chēng)為二極管。它是由一個(gè)PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線和管殼做成的。從P區(qū)引出的電極稱(chēng)為陽(yáng)極(正極)，從N區(qū)引出的電極稱(chēng)為陰極(負(fù)極)。PN結(jié)的幾大基本屬性，也就是二極管的基本屬性。二極管的符號(hào)如圖所示，用字母VD表示。

半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)及符號(hào)(a)點(diǎn)接觸型；(b)面接觸型；(C)符號(hào)1.2.2二極管的伏安特性曲線二極管的電壓—電流關(guān)系曲線稱(chēng)伏安特性曲線。此特性曲線就是PN結(jié)的正向、反向及反向擊穿特性曲線。圖(a)和(b)分別是Si和Ge二極管的特性曲線。在室溫下，Si管、Ge管的死區(qū)電壓UT、正向?qū)妷篣D及反向飽和電流IS的數(shù)值如表所示。

二極管的伏安特性曲線

(a)Si管；(b)Ge管其中IS——反向飽和電流VT——溫度的電壓當(dāng)量且在常溫下（T=300K）正向：反向：近似PN結(jié)方程表5.1Si和Ge二極管的UT、UD及IS值二極管的主要參數(shù)

1.直流參數(shù)

1)最大整流電流IF

最大整流電流是指二極管長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，允許通過(guò)的最大正向平均電流。當(dāng)二極管電流I＞IF時(shí)，PN結(jié)會(huì)因?yàn)樘珶岫鵁龎摹?/p>

2)最高反向工作電壓URM

最高反向工作電壓URM通常取二極管反向擊穿電壓UB的一半。3)反向電流IR

反向電流IR即為反向飽和電流IS。其值越小，二極管的單向?qū)щ娦阅茉胶?。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要比硅管大幾十到幾百倍。

4)直流電阻RD

直流電阻RD是指二極管兩端的直流電壓與流過(guò)的直流電流之比。即(5―1)

二極管的電阻(a)直流電阻RD；(b)微變電阻rD2.交流參數(shù)

1)微變(變流)電阻rD

二極管工作在小信號(hào)時(shí)需要用到微變電阻rD。rD的定義是：二極管特性曲線上工作點(diǎn)Q附近的電壓變化量ΔU與相應(yīng)的電流變化量ΔI之比。即(5―2)rD實(shí)際上就是特性曲線上Q點(diǎn)處斜率的倒數(shù)。在室溫(25℃)下，(5―3)iDuDIDUDQiDuD2)最高工作頻率fM

這主要取決于PN結(jié)的結(jié)電容。若工作頻率f＞fM，則二極管的單向?qū)щ娦阅軐⒆儔摹?/p>

為便于讀者了解半導(dǎo)體器件的命名方法，將我國(guó)的命名有關(guān)規(guī)定介紹如下：

表國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)的命名舉例如下：二極管符號(hào)：D代表P型Ge二極管應(yīng)用舉例二極管的應(yīng)用范圍很廣，利用二極管的單向?qū)щ娞匦裕山M成整流、檢波、鉗位、限幅、開(kāi)關(guān)等電路。利用二極管的其它特性，可使其應(yīng)用在穩(wěn)壓、變?nèi)荨囟妊a(bǔ)償?shù)确矫?。整流、鉗位、開(kāi)關(guān)電路將在后面有關(guān)章節(jié)中提到，現(xiàn)簡(jiǎn)單介紹一下限幅電路。限幅器又稱(chēng)削波器，主要是限制輸出電壓的幅度。為討論方便起見(jiàn)，假設(shè)二極管VD為理想二極管，即正偏導(dǎo)通時(shí)，忽略VD的正向壓降，近似認(rèn)為VD短路；反偏截止時(shí)，近似認(rèn)為VD開(kāi)路。

例1電路及輸入電壓UI的波形如圖所示。畫(huà)出輸出電壓Uo的波形如圖(b)所示。二極管單向限幅電路

(a)電路；(b)波形

解：當(dāng)ui＞+5V時(shí)，uo=+5V(VD正偏短路)；當(dāng)ui

≤+5V時(shí)，uo=Ui

(VD反偏開(kāi)路)。故可畫(huà)出輸出uo的波形，如圖5.17(b)所示。

解：①當(dāng)ui＞+10V時(shí)：VD1正偏短路，VD2反偏開(kāi)路，uo=+10V。②當(dāng)ui

＜-10V時(shí)：VD1反偏開(kāi)路，VD2正偏短路，uo=-10V。③當(dāng)-10V＜UI≤+10V時(shí)：

VD1、VD2均反偏開(kāi)路，uo=ui。

uo波形如圖5.18(b)所示。例2電路及輸入電壓Ui的波形如圖所示，畫(huà)出輸出電壓uo的波形。圖5.18二極管雙向限幅電路

(a)電路；(b)波形穩(wěn)壓管

1.穩(wěn)壓管通常，我們不希望二極管工作在反向擊穿區(qū)，因?yàn)橐坏㏄N結(jié)反向擊穿，反向電流IR會(huì)猛增，使IR·UR＞PM，引起熱擊穿，燒毀二極管。但是，利用PN結(jié)的反向擊穿現(xiàn)象，卻可以起到穩(wěn)定電壓的作用，即通過(guò)管子的電流在很大的范圍內(nèi)變化，而管子兩端的電壓卻變化很小。那么如何將“擊穿”轉(zhuǎn)化為“穩(wěn)壓”呢?其依據(jù)的條件是：

(1)工藝上通過(guò)控制半導(dǎo)體內(nèi)所摻雜的成份。

(2)外電路中所串聯(lián)的限流電阻。

穩(wěn)壓管符號(hào)及特性曲線

(a)符號(hào)；(b)伏安特性曲線陽(yáng)極

因?yàn)檫@種二極管具有穩(wěn)定電壓的作用，所以要與用于整流、檢波等用途的普通二極管區(qū)別開(kāi)，稱(chēng)為穩(wěn)壓管。穩(wěn)壓管用字母VDZ表示，它的符號(hào)如圖(a)所示。圖(b)是它的伏安特性曲線，由圖(b)可知，穩(wěn)壓管在反向擊穿時(shí)的曲線比較陡直。

值得指出的是：穩(wěn)壓管必須工作在反向偏置(利用正向穩(wěn)壓的除外)，即陰極接電源正極，陽(yáng)極接電源負(fù)極，如圖(a)所示。如果極性接錯(cuò)，二極管就處于正向偏置狀態(tài)，穩(wěn)壓效果就差了。另外，穩(wěn)壓管可以串聯(lián)使用，一般不能并聯(lián)使用，因?yàn)椴⒙?lián)有時(shí)會(huì)因電流分配不勻而引起管子過(guò)載損壞。2.穩(wěn)壓管的主要參數(shù)

1)穩(wěn)定電壓UZ

UZ就是穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓。由于制造工藝不易控制，即使同一型號(hào)的管子，UZ的值也會(huì)稍有不同。

2)穩(wěn)定電流IZ和最大穩(wěn)定電流IZMIZ的穩(wěn)壓管正常工作時(shí)的反向電流，這是一個(gè)參考值。IZM是穩(wěn)壓管允許通過(guò)的最大反向電流。當(dāng)穩(wěn)壓管工作電流I＜IZ時(shí)，沒(méi)有穩(wěn)壓效果；正常工作時(shí)，

IZ＜I＜IZM。3)動(dòng)態(tài)電阻rZ

rZ相當(dāng)于二極管的微變等效電阻，因此(5―4)rZ越小(ΔIZ越大)，穩(wěn)壓性能越好。補(bǔ)充：二極管與門(mén)和或門(mén)電路

1.電路2.工作原理A、B為輸入信號(hào)（+3V或0V）Y為輸出信號(hào)VCC＝+10V電路輸入與輸出電壓的關(guān)系A(chǔ)BＹ0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7V一、二極管與門(mén)用邏輯1表示高電平（此例為≥+3V）用邏輯0表示低電平（此例為≤0.7V）ABY0V0V0.7V0V3V0.7V3V0V0.7V3V3V3.7V3.邏輯賦值并規(guī)定高低電平4.真值表ABY000010100111

二極管與門(mén)的真值表A、B全1，Y才為1。可見(jiàn)實(shí)現(xiàn)了與邏輯5.邏輯符號(hào)6.工作波形(又一種表示邏輯功能的方法）7.邏輯表達(dá)式Y(jié)＝AB二極管與門(mén)（a）電路（b）邏輯符號(hào)（c）工作波形1.電路2.工作原理電路輸入與輸出電壓的關(guān)系A(chǔ)BF0V0V0V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3VA、B為輸入信號(hào)（+3V或0V）F為輸出信號(hào)二、二極管或門(mén)4.真值表ABF0V0V0V0V3V2.3V3V0V2.3V3V3V2.3V可見(jiàn)實(shí)現(xiàn)了或邏輯3.邏輯賦值并規(guī)定高低電平用邏輯1表示高電平（此例為≥+2.3V）用邏輯0表示低電平（此例為≤0V）ABF000011101111A、B有1，F(xiàn)就1。二極管或門(mén)的真值表二極管或門(mén)（a）電路（b）邏輯符號(hào)（c）工作波形5.邏輯符號(hào)6.工作波形7.邏輯表達(dá)式F＝A+B3半導(dǎo)體三極管

半導(dǎo)體三極管又稱(chēng)雙極型晶體管，簡(jiǎn)稱(chēng)BJT。BJT的種類(lèi)很多，按頻率分，有高頻管、低頻管；按功率分，有大、中、小功率管；按半導(dǎo)體材料分，有SI管、Ge管；按結(jié)構(gòu)分，有NPN型和PNP型等。目前生產(chǎn)的Si管多數(shù)為NPN型，Ge管多數(shù)為PNP型。常見(jiàn)的幾種BJT的外形如圖所示。幾種BJT的外形1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介不管是NPN型還是PNP型管子，它們的基本原理都相同，都有三個(gè)電極(發(fā)射極e、基極b、集電極C)和兩個(gè)PN結(jié)(發(fā)射結(jié)(e結(jié))、集電結(jié)(C結(jié)))。3.1BJT的放大原理和電流關(guān)系

雙極型半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。它有兩種類(lèi)型:NPN型和PNP型。e-b間的PN結(jié)稱(chēng)為發(fā)射結(jié)(Je)c-b間的PN結(jié)稱(chēng)為集電結(jié)(Jc)

中間部分稱(chēng)為基區(qū)，連上電極稱(chēng)為基極，用B或b表示（Base）；

一側(cè)稱(chēng)為發(fā)射區(qū)，電極稱(chēng)為發(fā)射極，用E或e表示（Emitter）；

另一側(cè)稱(chēng)為集電區(qū)和集電極，用C或c表示（Collector）。雙極型三極管的符號(hào)中，發(fā)射極的箭頭代表發(fā)射極電流的實(shí)際方向。

從外表上看兩個(gè)N區(qū),(或兩個(gè)P區(qū))是對(duì)稱(chēng)的，實(shí)際上發(fā)射區(qū)的摻雜濃度大，集電區(qū)摻雜濃度低，且集電區(qū)面積大?；鶇^(qū)要制造得很薄，其厚度一般在幾個(gè)微米至幾十個(gè)微米。

因?yàn)榉糯笃饕话闶撬亩司W(wǎng)絡(luò)，而B(niǎo)JT只有三個(gè)電極，所以組成放大電路時(shí)，勢(shì)必要有一個(gè)電極作為輸入與輸出信號(hào)的公共端。根據(jù)所選擇的公共端電極的不同，BJT有共發(fā)射極、共基極和共集電極三種不同的連接方式(指對(duì)交流信號(hào)而言)，如圖所示。2.BJT的三種連接方式BJT的三種連接方式(a)共基極電路；(b)共發(fā)射極電路；(C)共集電極電路3.放大原理和電流關(guān)系

雙極型半導(dǎo)體三極管在工作時(shí)一定要加上適當(dāng)?shù)闹绷髌秒妷骸?/p>

若在放大工作狀態(tài)：發(fā)射結(jié)加正向電壓，集電結(jié)加反向電壓，如圖所示。

現(xiàn)以

NPN型三極管的放大狀態(tài)為例，來(lái)說(shuō)明三極管內(nèi)部的電流關(guān)系。NPNRCRbVCCVBB+_IBICIEVo在發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏條件下主流電流運(yùn)動(dòng)示意圖詳細(xì)分析三極管中載流子的運(yùn)動(dòng)：(1)發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子：在VBB作用下，發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子形成IEN，基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散形成IEP。IEN>>IEP方向相同VBBVCC(2)電子在基區(qū)復(fù)合和擴(kuò)散由發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的電子繼續(xù)向集電結(jié)擴(kuò)散，擴(kuò)散過(guò)程中少部分電子與基區(qū)空穴復(fù)合形成電流IBN。由于基區(qū)薄且濃度低，所以IBN較小。(3)集電結(jié)收集電子由于集電結(jié)反偏，所以基區(qū)中擴(kuò)散到集電結(jié)邊緣的電子在電場(chǎng)作用下漂移過(guò)集電結(jié)，到達(dá)集電區(qū)，形成電流ICN。VBBVCC(4)集電極的反向電流集電結(jié)收集到的電子包括兩部分： 發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的電子——ICN

基區(qū)的少數(shù)載流子——ICBOVBBVCC

IE=IEN+IEP

且有IEN>>IEP

IEN=ICN+IBN

且有IEN>>IBN

，ICN>>IBN

IC=ICN+ICBO

IB=IEP+IBN－ICBOIE=IC+IBVBBVCC

晶體管一旦制成，從e區(qū)發(fā)射的電子到達(dá)C區(qū)的比例也就定了，此比例稱(chēng)為電流放大系數(shù)。通常將IC與IB的比值定義為共射直流電流放大系數(shù)，將變化量ΔIC與ΔIB的比值定義為共射交流電流放大系數(shù)β。即一般情況下，≈β，故可得：IE=IB+IC=IB+βIB=(1+β)IB一般情況下，，則同理，把IC與IE的比值定義為共基極直流電流放大系數(shù)；把變量ΔIC與ΔIB的比值定義為共基極交流電流放大系數(shù)α。即的值小于1,但接近1，一般為0.98~0.999。??

由于α與β是同一管子不同電極間的關(guān)系，二者之間必存在一定的轉(zhuǎn)換關(guān)系：所以

因?yàn)閑結(jié)加正向電壓，所以由PN結(jié)的正向特性可知，BJT的b、e極之間只要有較小的變化量ΔUBE，就可產(chǎn)生較大的ΔIB，通過(guò)BJT的電流放大，又可引起更大的ΔIC，而ΔIC流過(guò)集電極負(fù)載電阻Rc后，在其兩端產(chǎn)生的電壓ΔUCE，將會(huì)比ΔUBE大很多倍，這樣，BJT的電流放大就被轉(zhuǎn)換為電壓放大的形式了。表示即輸入回路輸出回路(1)無(wú)交流信號(hào)

UBB接輸入回路,使發(fā)射結(jié)正偏

UCC接輸出回路,使集電結(jié)反偏在這種偏置下產(chǎn)生IE、IC、IB.IC=βIB,這是對(duì)直流電流的放大作用.三極管的電流放大作用UBBUCCRCRBIC=βIBIE=IC+IBIB

如圖所示稱(chēng)為三極管的共發(fā)射極放大電路。因?yàn)檫@個(gè)電路中包含由三極管的基極b與發(fā)射極e構(gòu)成的輸入回路和由集電極c與發(fā)射極e構(gòu)成的輸出回路，三極管的發(fā)射極作為輸入和輸出回路的公共端，所以稱(chēng)為共發(fā)射極放大電路。三極管的共發(fā)射極放大電路(2)加入交流信號(hào)后A.ΔIc是ΔIB的β倍,三極管對(duì)ΔIB有放大作用,β越大,控制能力越強(qiáng),所以三極管是一個(gè)有電流放大的電流控制元件.B.ΔIc在RC上產(chǎn)生的輸出電壓ΔUo,而ΔUo比ΔUi大約大幾十倍,可以得到電壓放大三極管的電流放大作用UBBUCCRCRB

例.在圖示的電路中，如果ΔUBE=15mV,ΔIB=20μA,β=50，Rc=1kΩ，求ΔIC和Au。解：BJT各電極電壓與電流之間的關(guān)系曲線，稱(chēng)為伏安特性曲線。它是BJT內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)。由于三極管有三個(gè)電極，所以它的伏安特性就不像二極管那樣簡(jiǎn)單。工程上最常用的是BJT的輸入和輸出特性曲線。圖為NPN型管共發(fā)射極電路的測(cè)試電路。BJT的特性曲線BJT的共發(fā)射極特性曲線測(cè)試電路

若以輸出電壓uCE為參變量，則輸入電壓UBE和輸入電流iB的函數(shù)式可表示為常數(shù)

測(cè)試時(shí)，在圖的電路中，先固定uCE為某一常數(shù)，例如，令uCE=0V，測(cè)得一組uBE與iB的數(shù)據(jù)，畫(huà)出一條曲線；再固定uCE為另一常數(shù)，又測(cè)得一組uBE與iB的數(shù)據(jù)，畫(huà)出另一條曲線,……如圖所示。1.共發(fā)射極輸入特性輸入回路輸出回路(1)當(dāng)UCE=常數(shù)

時(shí)，UBE

和iB之間的關(guān)系曲線，用函數(shù)關(guān)系式表示為:(1)UBE

和iB之間的關(guān)系曲線(2)用UCE=1V的輸入特性曲線來(lái)代表UCE＞1V所有輸入特性曲線(3)輸入特性的死區(qū)電壓：硅管約為0.5V；鍺管約為0.2V。

200.40.60.81006080400.2UCE1VIB(A)UBE(V)204060800.40.8工作壓降：硅管UBE0.6~0.7V,鍺管UBE0.2~0.3V。UCE=0VUCE=0.5V

死區(qū)電壓，硅管0.5V，鍺管0.2V。輸入回路輸出回路(1)UCE=0時(shí)：b、e間加正向電壓，JC和JE都正偏，JC沒(méi)有吸引電子的能力。所以其特性相當(dāng)于兩個(gè)二極管并聯(lián)PN結(jié)的特性。

UCE=0V：兩個(gè)PN結(jié)并聯(lián)(2)UCE>1V時(shí)，b、e間加正向電壓，這時(shí)JE正偏，JC反偏。發(fā)射區(qū)注入到基區(qū)的載流子絕大部分被JC收集，只有小部分與基區(qū)多子形成電流IB。所以在相同的UBE下，IB要比UCE=0V時(shí)小。

UCE>1V：IB比UCE=0V時(shí)小(3)UCE介于0~1V之間時(shí)，JC反偏不夠，吸引電子的能力不夠強(qiáng)。隨著UCE的增加，吸引電子的能力逐漸增強(qiáng)，iB逐漸減小，曲線向右移動(dòng)。

0<UCE<1V:UCEIB

右移是由于此時(shí)集電結(jié)處于反向偏置,發(fā)射區(qū)注入到基區(qū)的電子大部分?jǐn)U散到集電區(qū),基區(qū)復(fù)合減少,因而相同的UBE條件下IB將降低;UCE繼續(xù)增大時(shí),曲線應(yīng)該繼續(xù)右移。但UCE大到一定值后,UBE不變,集電結(jié)的反向電壓已將注入到基區(qū)的電子基本上收集到集電極,再增加UCE,IB基本不變,故曲線重合。為什么曲線右移？

若以輸入電流iB為參變量，則輸出電壓uCE和輸出電流iC的函數(shù)式可表示為常數(shù)2.共發(fā)射極輸出特性(1)是研究當(dāng)iB=常數(shù)

時(shí)，UCE和iC之間的關(guān)系曲線，用函數(shù)表示為:輸入回路輸出回路(2)輸出特性曲線,當(dāng)UCE較小時(shí)起始部份很陡，當(dāng)UCE略有增加，iC增加很快，當(dāng)UCE＞1V

以后，再增加UCE、iC增加不明顯。(3)如改變IB則得到另一條輸出特性曲線。輸入回路輸出回路（a）輸入特性曲線;（b）輸出特性曲線3、把輸出特性曲線劃分成三個(gè)區(qū)510152012340飽和區(qū)截止區(qū)放大區(qū)擊穿區(qū)(3)飽和區(qū)區(qū)域：uCE

＜0.7v

以左部分條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。uBE>0,uBC>0

特點(diǎn)：失去放大能力，即iC＝βiB不成立,即iB不能控制iC

的變化。(1)截止區(qū)：區(qū)域：iB≤0

輸出特性曲線以下的區(qū)域?yàn)榻刂箙^(qū)條件：發(fā)射結(jié)、集電結(jié)均反偏uBE<0,uBC<0

。特點(diǎn)：iB=0時(shí)，iC

≈iE=ICEO=0，三極管CE間為開(kāi)路。(2)放大區(qū)區(qū)域：iB＝0以上多條的輸出特性曲線。條件：發(fā)射結(jié)正偏，uBE>0,集電結(jié)反偏，uBC<0

特點(diǎn)：(A)有放大特性：iC＝βiB(B)有恒流特性：iC與uCE無(wú)關(guān)。ICEO輸入回路輸出回路2、輸出特性iC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321（1）截止區(qū)：

IB0

IC=ICEO0條件：兩個(gè)結(jié)反偏截止區(qū)ICEOiC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321（2）飽和區(qū)：uCE

u

BEuCB=uCE

u

BE

0條件：兩個(gè)結(jié)正偏特點(diǎn)：IC

IB臨界飽和時(shí)：

uCE

=uBE深度飽和時(shí)：0.3V(硅管)UCE(SAT)=0.1V(鍺管)放大區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)ICEOiC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321（3）放大區(qū)：放大區(qū)截止區(qū)條件：

發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏特點(diǎn)：

水平、等間隔ICEO補(bǔ)充：判斷三極管工作狀態(tài)的三種方法。發(fā)射結(jié)集電極截止放大飽和反偏或零偏正偏正偏反偏反偏正偏或零偏1)三極管結(jié)偏置的判定方法結(jié)偏置工作狀態(tài)2)三極管電流關(guān)系判定法IBICIE截止放大飽和0>0IB>IBS(臨界飽和基極電流)0IB<IB0IB+IC=(1+)IE<(1+)IE各極電流電流關(guān)系工作狀態(tài)3)三極管電位判定法VBVC截止放大飽和<Uon(=0.5)0.70.7VCCVCES<VC<VCCVCES各位電位工作狀態(tài)共射電路三極管各極電位(對(duì)”地”而言)VB和VC和三極管的工作狀態(tài)(以NPN管為例)即:VC>VB>VENPN管

VC<VB<VEPNP管注:

多數(shù)NPN管由Si材料制成,PN結(jié)的導(dǎo)通壓降一般為0.6-0.7;多數(shù)PNP管由Ge材料制成,PN結(jié)的導(dǎo)通壓降一般為0.2-0.3;VCES：飽和壓降,,對(duì)硅管而言,臨界飽和時(shí)為0.7,,深度飽和時(shí)為0.3例：測(cè)得量三極管三個(gè)電極對(duì)地電位如下圖所示，試判斷三極管的工作狀態(tài)。

放大截止飽和3.飽和區(qū)

E結(jié)、C結(jié)均為正偏，UCE=UCES很小。UCE的減小使C結(jié)收集電子的能力減弱，也即e區(qū)發(fā)射有余，而C極收集不足，以致IC幾乎不再隨IB的增大而增大，BJT失去放大作用。因?yàn)閁CES最小只能接近于零，所以由可求出集電極飽和電流為①當(dāng)IB固定時(shí),UCE從零逐漸增加,IC就急劇上升,說(shuō)明UCE對(duì)IC有強(qiáng)烈的控制作用。②當(dāng)UCE固定時(shí),IB增大,IC增加不多,出現(xiàn)“飽和”現(xiàn)象。繼續(xù)增大IB,IC幾乎不變,不同IB的輸出特性重合在一起,IB對(duì)IC失去了控制作用,這時(shí)β值很小,甚至為零。飽和區(qū)輸出特性有以下特點(diǎn):

基極臨界飽和電流為

當(dāng)基極注入電流IB超過(guò)其臨界值時(shí)，晶體管呈飽和狀態(tài)。故判斷管子飽和狀態(tài)的方法為：若BJT的幾種工作狀態(tài)BJT的主要參數(shù)

1.電流放大系數(shù)1)共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)這是指靜態(tài)(無(wú)輸入信號(hào))時(shí)的電流放大系數(shù)，其定義為Ｐ143圖5.282)共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)β

這是指動(dòng)態(tài)(有輸入信號(hào))時(shí)的電流放大系數(shù)，其定義為

在有的手冊(cè)中，β用hfe表示。同樣，β也與三極管的工作點(diǎn)Q有關(guān)。在圖5.28中，過(guò)Q點(diǎn)作橫軸的垂線，當(dāng)IB從40μA變到60μA時(shí)，相應(yīng)的IC從1.6mA變到2.35mA，可求得

2.極間反向電流

1)C、B極間反向飽和電流ICBO

這是指E極開(kāi)路，C、B間加上一定的反向電壓時(shí)的反向電流(如同PN結(jié)的反向電流)。其測(cè)試電路如圖5.29(a)所示。

三極管極間反向電流的測(cè)量(a)測(cè)量ICBO的電路；(b)測(cè)量ICEO的電路ICBO越小，晶體管的質(zhì)量越好。在室溫下，小功率硅管的ICBO＜1μA，Ge管的ICBO約為幾微安到幾十微安。因?yàn)镮CBO是由少子形成的，所以，溫度升高會(huì)引起ICBO升高。

2)C、E極間反向穿透電流ICEO

這是指b極開(kāi)路，C、E間加上一定的反向電壓時(shí)的C極電流。其測(cè)試電路如圖5.29(b)所示。由于這個(gè)電流是從C區(qū)直接穿過(guò)b區(qū)到達(dá)e區(qū)的，所以，又稱(chēng)穿透電流。由下面的分析可知，ICEO不是單純的PN結(jié)的反向電流。

當(dāng)C、E間加上電壓+UCC后，必然使UC＞Ub＞Ue，所以，e結(jié)正偏，C結(jié)反偏，C區(qū)的少子——空穴就會(huì)漂移到b區(qū)。另外，e區(qū)的多子——電子擴(kuò)散到b區(qū)后，除少部分與空穴復(fù)合，大部分到達(dá)C區(qū)，被C極收集。根據(jù)BJT的電流分配規(guī)律：

IE=IB+IC=IB+βIB=(1+β)IB

可知：

ICEO=ICBO+βICBO=(1+β)ICBO

當(dāng)IB=0,即基極開(kāi)路時(shí),發(fā)射結(jié)正向運(yùn)用,集電結(jié)反向運(yùn)用,發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入非平衡載流子,集電結(jié)兩邊有少子漂移,存在ICBO。集電區(qū)的少子空穴漂移到基區(qū)后，因基極開(kāi)路只能與發(fā)射區(qū)注入的電子相復(fù)合,即發(fā)射區(qū)要向基區(qū)提供復(fù)合電流ICBO,根據(jù)電流分配關(guān)系,發(fā)射區(qū)就得同時(shí)向集電區(qū)提供βICBO電流,即發(fā)射區(qū)要向基區(qū)注入(1+β)ICBO電流。這時(shí)IC=IE=(1+β)ICBO。3.極限參數(shù)

1)集電極最大允許電流ICM

當(dāng)iC超過(guò)一定值時(shí)，BJT的參數(shù)會(huì)發(fā)生變化，特別是β將下降。ICM是指BJT的參數(shù)變化不超過(guò)允許值時(shí)，C極允許的最大電流。使用時(shí)，若iC＞ICM，管子不僅性能會(huì)下降，甚至可能會(huì)燒壞。

2)集電極最大允許耗散功率PCM

這是指C結(jié)上允許耗散的最大功率，表示如下：(5―18)2、三極管的主要極限參數(shù)1.ICM

—集電極最大允許電流，超過(guò)時(shí)

值明顯降低。2.PCM—集電極最大允許功率損耗PC=iC

uCE。iCICMU(BR)CEOuCEPCMOICEO安全工作區(qū)U(BR)CBO

—發(fā)射極開(kāi)路時(shí)C、B極間反向擊穿電