第一章半導(dǎo)體二極管和三極管電子技術(shù)1當(dāng)前1頁(yè)，總共116頁(yè)。第四節(jié)穩(wěn)壓管第五節(jié)半導(dǎo)體三極管第三節(jié)半導(dǎo)體二極管第二節(jié)PN結(jié)第一節(jié)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性第一章半導(dǎo)體二極管和三極管當(dāng)前2頁(yè)，總共116頁(yè)。第一節(jié)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性一、半導(dǎo)體的特點(diǎn)二、本征半導(dǎo)體三、N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體當(dāng)前3頁(yè)，總共116頁(yè)。觀看多媒體動(dòng)畫(huà)教學(xué)片《半導(dǎo)體器件》之一半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性鏈接動(dòng)畫(huà)片4當(dāng)前4頁(yè)，總共116頁(yè)。獨(dú)特的導(dǎo)電特性1.熱敏特性：Ta2.光敏特性：光照

3.摻雜特性：摻入微量元素第一節(jié)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性導(dǎo)電能力導(dǎo)電能力導(dǎo)電能力一、半導(dǎo)體特點(diǎn)5當(dāng)前5頁(yè)，總共116頁(yè)。第一節(jié)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性14

+硅原子結(jié)構(gòu)

4+簡(jiǎn)化模型純凈的具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。二、本征半導(dǎo)體價(jià)電子4價(jià)元素（硅、鍺）6當(dāng)前6頁(yè)，總共116頁(yè)。第一節(jié)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)

4

4

4

4

4

4晶體結(jié)構(gòu)——

純凈半導(dǎo)體原子排列整齊共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)——兩個(gè)相鄰原子共有一對(duì)價(jià)電子,價(jià)電子受相鄰原子核的束縛,處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。7當(dāng)前7頁(yè)，總共116頁(yè)。第一節(jié)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)

4

4

4

4

4

4本征激發(fā)——價(jià)電子受熱或光照后，掙脫束縛成為自由電子。常溫下僅極少數(shù)。本征激發(fā)8當(dāng)前8頁(yè)，總共116頁(yè)。第一節(jié)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)

4

4

4

4

4

4本征激發(fā)9當(dāng)前9頁(yè)，總共116頁(yè)。第一節(jié)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)

4

4

4

4

4

4本征激發(fā)自由電子空穴10當(dāng)前10頁(yè)，總共116頁(yè)。第一節(jié)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)

4

4

4

4

4

4自由電子空穴本征激發(fā)兩種載流子：

電子空穴

成對(duì)出現(xiàn)11當(dāng)前11頁(yè)，總共116頁(yè)。第一節(jié)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)

4

4

4

4

4

4電子流——電場(chǎng)作用下，自由電子的定向移動(dòng)。自由電子電場(chǎng)電子流12當(dāng)前12頁(yè)，總共116頁(yè)。第一節(jié)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)

4

4

4

4

4

4電子遞補(bǔ)空穴流

空穴流——電場(chǎng)作用下，電子依次遞補(bǔ)空穴的運(yùn)動(dòng)。電場(chǎng)13當(dāng)前13頁(yè)，總共116頁(yè)。第一節(jié)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)

4

4

4

4

4

4半導(dǎo)體電流=電子流+空穴流電場(chǎng)空穴流電子流14當(dāng)前14頁(yè)，總共116頁(yè)。第一節(jié)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性三、N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體——摻入5價(jià)元素

P型半導(dǎo)體——摻入3價(jià)元素

雜質(zhì)半導(dǎo)體——在本征半導(dǎo)體中摻入適量的雜質(zhì)元素(非半導(dǎo)體元素)。5價(jià)元素——磷、砷等。3價(jià)元素——硼、鎵、銦等。15當(dāng)前15頁(yè)，總共116頁(yè)。第一節(jié)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性N型半導(dǎo)體

4

4

4

4

4

5+5

多一個(gè)價(jià)電子摻雜16當(dāng)前16頁(yè)，總共116頁(yè)。第一節(jié)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性N型半導(dǎo)體

4

4

4

4

4

5多子-------電子少子-------空穴+5

摻雜本征激發(fā)

4N型半導(dǎo)體示意圖電子正離子17當(dāng)前17頁(yè)，總共116頁(yè)。第一節(jié)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性P型半導(dǎo)體

4

4

4

4

4

3多一個(gè)空穴+3

摻雜18當(dāng)前18頁(yè)，總共116頁(yè)。第一節(jié)半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性多子-------空穴少子-------電子P型半導(dǎo)體

4

4

4

4

4

3+3

P型半導(dǎo)體示意圖負(fù)離子空穴摻雜本征激發(fā)19當(dāng)前19頁(yè)，總共116頁(yè)。第二節(jié)PN結(jié)一、PN結(jié)的形成二、PN結(jié)的單向?qū)щ娦援?dāng)前20頁(yè)，總共116頁(yè)。第二節(jié)PN結(jié)1鏈接動(dòng)畫(huà)片觀看多媒體動(dòng)畫(huà)教學(xué)片《半導(dǎo)體器件》之一半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)21當(dāng)前21頁(yè)，總共116頁(yè)。

第二節(jié)PN結(jié)N區(qū)P區(qū)負(fù)離子空穴正離子電子正負(fù)電荷中和，不帶電一、PN結(jié)的形成

22當(dāng)前22頁(yè)，總共116頁(yè)。第二節(jié)PN結(jié)空間電荷區(qū)（耗盡層）內(nèi)電場(chǎng)P區(qū)N區(qū)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)——濃度差造成運(yùn)動(dòng)。復(fù)合——自由電子填補(bǔ)空穴，兩者同時(shí)消失的現(xiàn)象。漂移運(yùn)動(dòng)——載流子在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)。多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)少子漂移運(yùn)動(dòng)暴露了失去電子的正離子暴露了失去空穴的負(fù)離子23當(dāng)前23頁(yè)，總共116頁(yè)。

第二節(jié)PN結(jié)空間電荷區(qū)（耗盡層）內(nèi)電場(chǎng)P區(qū)N區(qū)濃度差→多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)→復(fù)合→產(chǎn)生內(nèi)電場(chǎng)→阻礙多子擴(kuò)散→有利少子漂移運(yùn)動(dòng)→擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡→形成一定寬度PN結(jié)多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)少子漂移運(yùn)動(dòng)24當(dāng)前24頁(yè)，總共116頁(yè)。PN結(jié)

PNPN結(jié):

P區(qū)和N區(qū)交界面處形成的區(qū)域空間電荷區(qū):

區(qū)內(nèi)只剩離子,帶電耗盡層:

區(qū)內(nèi)載流子少名稱(chēng)內(nèi)電場(chǎng)第二節(jié)PN結(jié)電位差約為零點(diǎn)幾伏寬度為幾微米~到幾十微米25當(dāng)前25頁(yè)，總共116頁(yè)。（一）外加正向電壓——導(dǎo)通二、PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕ǘ┩饧臃聪螂妷骸刂沟诙?jié)PN結(jié)26當(dāng)前26頁(yè)，總共116頁(yè)。內(nèi)電場(chǎng)RE外電場(chǎng)P區(qū)N區(qū)ID外加正向電壓外電場(chǎng)抵削內(nèi)電場(chǎng),有利于多子的擴(kuò)散很大限流,防止電流太大第二節(jié)PN結(jié)PN結(jié)多子中和部分離子,使空間電荷區(qū)變窄27當(dāng)前27頁(yè)，總共116頁(yè)。REP區(qū)N區(qū)I反外加反向電壓外電場(chǎng)增強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng),有利于少子的漂移很小第二節(jié)PN結(jié)PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)少子背離PN結(jié)移動(dòng)，,空間電荷區(qū)變寬28當(dāng)前28頁(yè)，總共116頁(yè)。第三節(jié)半導(dǎo)體二極管一、二極管的結(jié)構(gòu)三、二極管的伏安特性四、二極管的主要參數(shù)五、二極管應(yīng)用舉例二、二極管的單向?qū)щ娦援?dāng)前29頁(yè)，總共116頁(yè)。陽(yáng)極一、二極管的結(jié)構(gòu)陰極+-符號(hào)3.分類(lèi)：按材料分硅二極管鍺二極管按結(jié)構(gòu)分點(diǎn)接觸型面接觸型平面型1.構(gòu)成：2.符號(hào)：第三節(jié)半導(dǎo)體二極管PN30當(dāng)前30頁(yè)，總共116頁(yè)。

第三節(jié)半導(dǎo)體二極管外殼陰極引線(xiàn)金屬絲N型鍺片N型硅二氧化硅保護(hù)層底座N型硅金銻合金鋁合金小球PN結(jié)點(diǎn)接觸型面接觸型平面型31當(dāng)前31頁(yè)，總共116頁(yè)。R

（一）外加正向電壓——EID二、二極管單向?qū)щ娦詫?dǎo)通，ID大（二）外加反向電壓——截止，I反很小EI反電流不為零第三節(jié)半導(dǎo)體二極管R限流,防止電流太大32當(dāng)前32頁(yè)，總共116頁(yè)。I/mAU/VO三、二極管的伏安特性死區(qū)UT導(dǎo)通電壓:硅0.6-0.8

鍺非線(xiàn)性元件第三節(jié)半導(dǎo)體二極管導(dǎo)通電壓>死區(qū)電壓,方能正常導(dǎo)通。（一）正向特性導(dǎo)通電壓:

硅0.6-0.8V

鍺0.1-0.3V死區(qū)電壓:硅0.5

鍺0.133當(dāng)前33頁(yè)，總共116頁(yè)。I/mAU/VOISUBR死區(qū)UT導(dǎo)通電壓:硅0.6-0.8

鍺死區(qū)電壓:硅0.5

鍺0.1反向飽和電流反向擊穿電壓第三節(jié)半導(dǎo)體二極管2.反向擊穿現(xiàn)象:

U反大到一定值時(shí)I反（二）反向特性1.U反較小時(shí):I反很小,稱(chēng)為反向飽和電流。34當(dāng)前34頁(yè)，總共116頁(yè)。第三節(jié)半導(dǎo)體二極管3.產(chǎn)生反向擊穿的原因

4.危害:二極管損壞①電擊穿:U反大到一定值時(shí),把共價(jià)鍵中的價(jià)電子強(qiáng)行拉出強(qiáng)電場(chǎng)引起自由電子加速與原子碰撞，將價(jià)電子從共價(jià)鍵中轟出②熱擊穿:

PN結(jié)上功耗大，熱量高，PN結(jié)因過(guò)熱燒毀。齊納擊穿：

雪崩擊穿：35當(dāng)前35頁(yè)，總共116頁(yè)。I/mAU/VOISUBR死區(qū)UT導(dǎo)通電壓:硅0.6-0.8

鍺死區(qū)電壓:硅0.5

鍺0.1反向飽和電流反向擊穿電壓第三節(jié)半導(dǎo)體二極管歸納36當(dāng)前36頁(yè)，總共116頁(yè)。第三節(jié)半導(dǎo)體二極管四、二極管的主要參數(shù)

正確選擇和安全使用二極管的指標(biāo)。

(一)最大整流電流IF

允許通過(guò)的最大正向平均電流。最大正向平均電流uitOuOtOui+-uO-+–+RL可在半導(dǎo)體手冊(cè)中查到37當(dāng)前37頁(yè)，總共116頁(yè)。第三節(jié)半導(dǎo)體二極管（三）反向電流IR：即反向飽和電流。

I/mAU/VOISUBR（二）最高反向工作電壓UR

二極管不被擊穿所容許的最高反向工作電壓,為UBR的一半。

反向飽和電流反向擊穿電壓硅幾

A鍺幾十~幾百A

反向飽和電流硅管的溫度穩(wěn)定性比鍺管好38當(dāng)前38頁(yè)，總共116頁(yè)。第三節(jié)半導(dǎo)體二極管（二）極間電容CPN+––+Rui1.PN結(jié)存在等效結(jié)電容

PN結(jié)中可存放電荷,相當(dāng)一個(gè)電容。2.對(duì)電路的影響：外加交流電源時(shí)，當(dāng)頻率高時(shí)，容抗小，對(duì)PN結(jié)旁通，單向?qū)щ娦员黄茐?。（三）最高工作頻率fM39當(dāng)前39頁(yè)，總共116頁(yè)。第三節(jié)半導(dǎo)體二極管

將二極管的特性線(xiàn)性化處理,按線(xiàn)性電路方法處理。1.二極管理想化模型導(dǎo)通——視為短路截止——視為開(kāi)路（一）二極管等效模型

五、二極管應(yīng)用舉例2.二極管恒壓降模型導(dǎo)通——導(dǎo)通電壓UD

截止——開(kāi)路40當(dāng)前40頁(yè)，總共116頁(yè)。第三節(jié)半導(dǎo)體二極管IDUR-+UD-+導(dǎo)通電壓:硅管取0.7V鍺管取0.2V[例1-3-1]分別用二極管理想模型和恒壓降模型求出IO

和UO

的值。IO=E

/R=6/6

=1(mA)UO=V

=6VUO=E

–UD=60.7=5.3(V)IO=UO/R=5.3/6

=0.88(mA)解:1.理想模型2.恒壓降模型ER2V6KΩ41當(dāng)前41頁(yè)，總共116頁(yè)。第三節(jié)半導(dǎo)體二極管uOtO1.整流：改變信號(hào)波形，正弦波變脈動(dòng)波。已知：二極管理想化求：uO波形ui+-（二）二極管應(yīng)用舉例uitOuO-+–+分兩個(gè)半周分析

信號(hào)正半周時(shí)：D導(dǎo)通uO=ui

信號(hào)負(fù)半周時(shí)：D截止uO=0分析思路RL42當(dāng)前42頁(yè)，總共116頁(yè)。第三節(jié)半導(dǎo)體二極管２.檢波作用：從載波信號(hào)中檢出音頻信號(hào)。討論ui+-uO-+–+RLC旁路高頻信號(hào)載波信號(hào)經(jīng)二極管后負(fù)半波被削去檢出音頻信號(hào)ttt43當(dāng)前43頁(yè)，總共116頁(yè)。第三節(jié)半導(dǎo)體二極管３.限幅：把輸出信號(hào)的幅度限制在某電平范圍內(nèi)。已知：二極管UD＝0.7V求：uO波形5uito3.7討論+-3V+-uiuO-+–+uOto3.744當(dāng)前44頁(yè)，總共116頁(yè)。第三節(jié)半導(dǎo)體二極管B、分兩個(gè)半周分析

信號(hào)正半周時(shí)：

ui<3.7V：D截止

uO＝ui。

ui>3.7V：D導(dǎo)通

uO＝3.7V。

信號(hào)負(fù)半周時(shí)：D截止

uO＝ui。A、二極管有導(dǎo)通電壓

導(dǎo)通——UD=0.7V。

截止——視為開(kāi)路。分析思路討論45當(dāng)前45頁(yè)，總共116頁(yè)。第三節(jié)半導(dǎo)體二極管實(shí)驗(yàn)一、二極管的限幅作用實(shí)驗(yàn)?zāi)康模憾O管的限幅作用。EDA實(shí)驗(yàn)建立電路：二極管雙向限幅電路。

實(shí)驗(yàn)步驟：1.去掉限幅電路,輸出波形為正弦波。

2.分別去掉一只限幅二級(jí)管，輸出波形削去一部分。

鏈接EDA146當(dāng)前46頁(yè)，總共116頁(yè)。第三節(jié)半導(dǎo)體二極管二極管限幅電路EDA實(shí)驗(yàn)47當(dāng)前47頁(yè)，總共116頁(yè)。第三節(jié)半導(dǎo)體二極管EDA實(shí)驗(yàn)

結(jié)論:二極管具有限幅作用。電路情況輸出波形無(wú)限幅電路去掉1V的限幅電路去掉2V的限幅電路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：48當(dāng)前48頁(yè)，總共116頁(yè)。第三節(jié)半導(dǎo)體二極管uAuBuO已知:UD＝0.7V求：uA、

uB

分別為0.3V、3V不同組合時(shí)的uO４.鉗位與隔離

討論

隔離作用——二極管D截止時(shí)，相當(dāng)于斷路，陽(yáng)極與陰極被隔離。

鉗位作用——二極管D導(dǎo)通時(shí)，管壓降小，強(qiáng)制陽(yáng)極與陰極電位基本相同。

-12VRDADBFAB49當(dāng)前49頁(yè)，總共116頁(yè)。第三節(jié)半導(dǎo)體二極管（1）uA與uB為相同電平時(shí)，DA、DB均導(dǎo)通。uO=0.3-0.7=0.4V當(dāng)uA=uB=3V時(shí):uO=3-0.7=2.3V1V0.3V0.3V3V3V2.3V當(dāng)uA=uB=0.3V時(shí):分析思路-12VRDADBuAuBuOFAB50當(dāng)前50頁(yè)，總共116頁(yè)。第三節(jié)半導(dǎo)體二極管0.3V3V1V（2）uA與uB為不同電平時(shí)：DA管的箝位作用：低電平使DA管優(yōu)先導(dǎo)通，把uO箝位在1V,DB管加上反向電壓，不再導(dǎo)通。二極管箝位作用分析思路DB管的隔離作用：把輸入端B和輸出端F隔離開(kāi)。-12VRDADBuAuBuOFAB51當(dāng)前51頁(yè)，總共116頁(yè)。第四節(jié)穩(wěn)壓二極管一、硅穩(wěn)壓二極管及其特性二、硅穩(wěn)壓二極管主要參數(shù)當(dāng)前52頁(yè)，總共116頁(yè)。第四節(jié)穩(wěn)壓二極管一、硅穩(wěn)壓二極管及其特性

（一）穩(wěn)壓作用

工作在反向擊穿區(qū)域。

?I大變化,?U基本不變。（二）穩(wěn)壓管符號(hào)＋－陽(yáng)極陰極正向運(yùn)用：相當(dāng)導(dǎo)通二極管UZ=0.7VUZ?IZIZmaxIZ?UZ＋－反向運(yùn)用：

UZ＝U擊，起穩(wěn)壓作用DzU/VI/mAO53當(dāng)前53頁(yè)，總共116頁(yè)。(三)應(yīng)用穩(wěn)壓管反向擊穿不會(huì)損壞:

①經(jīng)特殊工藝處理。②加限流電阻,保證IZ≤IZmax

。+UI-UOUZ+-

UI增加,UO基本不變,增加量由R承擔(dān)。限流電阻調(diào)節(jié)電阻RDＺRLUo=UZ第四節(jié)穩(wěn)壓二極管54當(dāng)前54頁(yè)，總共116頁(yè)。實(shí)驗(yàn)二、穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓作用實(shí)驗(yàn)?zāi)康模悍€(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓作用。建立電路：1.取電位器RA調(diào)整輸入電壓UI。

2.取電位器RB調(diào)整負(fù)載RL。EDA實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟：調(diào)整RB，改變負(fù)載RL，觀察前后變化情況。

鏈接EDA2第四節(jié)穩(wěn)壓二極管55當(dāng)前55頁(yè)，總共116頁(yè)。EDA實(shí)驗(yàn)穩(wěn)壓電路第四節(jié)穩(wěn)壓二極管56當(dāng)前56頁(yè)，總共116頁(yè)。

結(jié)論:RL變化,UO基本不變。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：EDA實(shí)驗(yàn)R

uo1k?5%7.024V1k?80%6.916V第四節(jié)穩(wěn)壓二極管57當(dāng)前57頁(yè)，總共116頁(yè)。OI/mAU/V?UZ?IZUZIZ1.穩(wěn)定電壓

UZ：

反向擊穿時(shí)電壓值。2.穩(wěn)定電流

IZ和最大穩(wěn)定電流IZmax

：

IZ指對(duì)應(yīng)穩(wěn)定電壓時(shí)的反向電流。

IZmax指穩(wěn)壓管允許通過(guò)的最大反向電流。4.動(dòng)態(tài)電阻

rZ＝：愈小穩(wěn)壓效果好。二、硅穩(wěn)壓二極管主要參數(shù)IZmax3.最大耗散功耗：

PZM=UZIZmax第四節(jié)穩(wěn)壓二極管58當(dāng)前58頁(yè)，總共116頁(yè)。UZ>5~6V

正溫度系數(shù)UZ<5~6V

負(fù)溫度系數(shù)5V<UZ<6V

溫度系數(shù)最小5.電壓溫度系數(shù)α：說(shuō)明穩(wěn)定電壓隨溫度的變化程度。

電壓溫度系數(shù)——當(dāng)環(huán)境溫度變化1℃時(shí)穩(wěn)定電壓變化的百分比。例：2CW15的αU=0.07%/℃

溫度提高，穩(wěn)定電壓增加OI/mAU/V?UZ?IZUZIZIZmax第四節(jié)穩(wěn)壓二極管59當(dāng)前59頁(yè)，總共116頁(yè)。歸納二極管1.二極管的特性：?jiǎn)蜗驅(qū)щ娦浴?.特性曲線(xiàn)：

導(dǎo)通電壓、反向飽和電流、反向擊穿電壓。3.應(yīng)用：整流、限幅、開(kāi)關(guān)。

等效電路：理想化型、恒壓降型。4.二極管的主要參數(shù)。

二極管的結(jié)電容。5.穩(wěn)壓管：二極管工作在反向擊穿區(qū)域。第四節(jié)穩(wěn)壓二極管60當(dāng)前60頁(yè)，總共116頁(yè)。陽(yáng)極陰極PNPNN是什么?思考題當(dāng)前61頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管一、三極管的結(jié)構(gòu)二、三極管的電流分配關(guān)系和電流放大作用三、特性曲線(xiàn)四、主要參數(shù)五、三極管應(yīng)用舉例當(dāng)前62頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管一、三極管的結(jié)構(gòu)發(fā)射極基極集電極發(fā)射區(qū)基區(qū)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電區(qū)bceNPN型NNP63當(dāng)前63頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管PPN發(fā)射極基極集電極發(fā)射區(qū)發(fā)射結(jié)基區(qū)集電結(jié)集電區(qū)bcePNP型64當(dāng)前64頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管NNP幾百微米幾微米ebc三極管結(jié)構(gòu)圖b區(qū)薄,摻雜濃度最低c區(qū)面積最大e區(qū)摻雜濃度最高65當(dāng)前65頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管

1.類(lèi)型

NPN型

PNP型

e區(qū)摻雜濃度最高

2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

b區(qū)薄,摻雜濃度最低

c區(qū)面積最大

歸納

低頻小功率管

3.按用途分類(lèi)低頻大功率管高頻小功率管

高頻大功率管開(kāi)關(guān)管66當(dāng)前66頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管三極管常見(jiàn)外型圖67當(dāng)前67頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管觀看多媒體動(dòng)畫(huà)教學(xué)片《半導(dǎo)體器件》之二鏈接動(dòng)畫(huà)片68當(dāng)前68頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管二、三極管的電流分配關(guān)系和電流放大作用三極管可用于放大(也可做電子開(kāi)關(guān))。

放大——將微弱電信號(hào)增強(qiáng)到人們所需要的數(shù)值。ebc

共發(fā)射極放大電路——發(fā)射極為交流輸入和輸出電壓的公共端uCE輸出端口+-uBE輸入端口+-討論具備什么條件才能起放大作用？69當(dāng)前69頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管(一)

放大的條件1.加電原則發(fā)射結(jié)（e

結(jié)）正向運(yùn)用集電結(jié)（c

結(jié)）反向運(yùn)用+-UCB+-UCE+-UBENNPbece結(jié)c結(jié)NP+-正向運(yùn)用bceRBEB+-RC+-ECRCRB+-ECEB+-70當(dāng)前70頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管加電原則發(fā)射結(jié)（e

結(jié)）正向運(yùn)用集電結(jié)（c

結(jié)）反向運(yùn)用--UCB-+UCE++UBEPPNbece結(jié)c結(jié)RBRC+-ECRCRBbce討論P(yáng)NP管如何加電源？EB+-+-ECEB+-71當(dāng)前71頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管2.電位特點(diǎn)

NPN型：VC＞Vb＞Ve

PNP型：

VC＜Vb＜VeUBE硅0.6~0.8V鍺0.1~0.3VUCB幾伏——十幾伏

UCE＝UCB＋UBE

幾伏——十幾伏

UCE3.電壓數(shù)值+-UCB+-UCE+-UBEbceRCRB+-ECEB+-72當(dāng)前72頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管（三）電流分配實(shí)驗(yàn)電路IBIEICRCRBEB+-+-ECmAmAμA調(diào)RB改變發(fā)射極電壓UBE和基極電流IB不同IB對(duì)應(yīng)不同的IC和IE73當(dāng)前73頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管1.電流通路2.電流流向IBIEICNPN型：IC、IB流入，IE流出PNP型：IC、IB流出，IE流入RCRB+-ECEB+-74當(dāng)前74頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管IB(mA)0-0.0040.020.040.06IC(mA)<0.0010.0040.701.502.30IE(mA)<0.00100.721.542.363.電流關(guān)系（1）IE=IB+IC（2）IC?IBIE≈IC結(jié)論符合基爾霍夫電流定律75當(dāng)前75頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管測(cè)量數(shù)據(jù)IB(mA)0-0.0040.020.040.06IC(mA)<0.0010.0040.701.502.30IE(mA)<0.00100.721.542.36（3）IB與IC的比例為常數(shù)稱(chēng)直流電流放大系數(shù)，用β表示電流放大作用76當(dāng)前76頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管測(cè)量數(shù)據(jù)IB(mA)0-0.0040.020.040.06IC(mA)<0.0010.0040.701.502.30IE(mA)<0.00100.721.542.36(4)I

B微小變化引起了IC較大變化稱(chēng)交流電流放大系數(shù)，用β表示77當(dāng)前77頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管（5）當(dāng)

IE＝0，e極開(kāi)路時(shí)ICBObcePNNIB(mA)0-0.0040.020.040.06IC(mA)<0.0010.0040.701.502.30IE(mA)<0.00100.721.542.36ICBO為反向飽和電流78當(dāng)前78頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管(6)當(dāng)

IB＝0，b極開(kāi)路時(shí)ebcPNNIB(mA)0-0.0040.020.040.06IC(mA)<0.0010.0040.701.502.30IE(mA)<0.00100.721.542.36

ICEO

為穿透電流ICEO電流從c區(qū)穿過(guò)b區(qū)流到e區(qū)79當(dāng)前79頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管（四）放大作用Δui

uBE變iE變iB小變化iC大變化uRC變

將小信號(hào)放大iBiEiCuBEuiEC+-RCEB+-RBuO80當(dāng)前80頁(yè)，總共116頁(yè)。

e區(qū)摻雜濃度最高內(nèi)部條件

b區(qū)薄,摻雜濃度最低

c區(qū)面積最大

放大的條件外部條件發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏第五節(jié)半導(dǎo)體三極管iBiEiCuBEEC+-RCEB+-RBui81當(dāng)前81頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管直流電流放大系數(shù)

交流電流放大系數(shù)以IB小變化控制IC大變化

放大實(shí)質(zhì)重要公式考慮反向飽和電流時(shí)82當(dāng)前82頁(yè)，總共116頁(yè)。ECc極b極e極NPNc結(jié)e結(jié)RBEBRC三極管內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)正向偏置反向偏置多子少子忽略83當(dāng)前83頁(yè)，總共116頁(yè)。1.發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子

（五）三極管內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)2.電子在基區(qū)的擴(kuò)散和復(fù)合e結(jié)加正向電壓：3.集電區(qū)收集電子第五節(jié)半導(dǎo)體三極管電源EB不斷向基區(qū)補(bǔ)充空穴。c結(jié)加反向電壓有利于少子漂移電子越過(guò)c結(jié)被收集電源EC不斷向發(fā)射區(qū)補(bǔ)充電子。多數(shù)向c結(jié)方向擴(kuò)散少數(shù)與空穴復(fù)合

（濃度低忽略）發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子基區(qū)向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散空穴

84當(dāng)前84頁(yè)，總共116頁(yè)。ECc極b極e極NPNc結(jié)e結(jié)RBEBRC三極管內(nèi)部電流分配

少子ICBOICIBIE少數(shù)復(fù)合I

CNI

BNI

EN多子85當(dāng)前85頁(yè)，總共116頁(yè)。載流子運(yùn)動(dòng)形成的電流發(fā)射極電流

IE:

發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子。

ICN:向C

結(jié)方向擴(kuò)散形成電流。IBN:少數(shù)與空穴復(fù)合形成的電流。ICBO:集電區(qū)少子漂移形成的電流。IC:集電區(qū)收集電子形成的電流。IC=ICN+ICBO第五節(jié)半導(dǎo)體三極管IB:基極電源提供的電流集電區(qū)少子漂移形成的電流ICBOIB=I

BN

ICBO86當(dāng)前86頁(yè)，總共116頁(yè)。ECRCEBRBc極b極e極NPNc結(jié)e結(jié)IBICIEI

ENI

CNICBOI

BN三極管電流放大作用uoui+-87當(dāng)前87頁(yè)，總共116頁(yè)。ECRCRBc極b極e極NPNc結(jié)e結(jié)IENICNICBOIBNICIEIBuoui+-88當(dāng)前88頁(yè)，總共116頁(yè)。三極管電流放大作用第五節(jié)半導(dǎo)體三極管復(fù)合收集發(fā)射三極管結(jié)構(gòu)確定后,IB與IC比例為常數(shù)。基區(qū)薄,摻雜濃度低,復(fù)合少,IB小。比例系數(shù)IB微小變化引起IC較大變化：結(jié)電壓變，IE變，復(fù)合的IB小變化，收集的IC大變化。89當(dāng)前89頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管[例1-5-1]判斷三極管的電極、類(lèi)型、材料。3.5V2.8V12V類(lèi)型：材料：電極：討論+-UCB+-UCE+-UBEEB+-EC+-RCRBbceUBE硅0.6~0.8取0.7V鍺0.1~0.3取0.2V電位居中—b極兩電位靠得近—e極剩下－c極NPN:VC最高PNP:VC最低解題思路90當(dāng)前90頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管三、特性曲線(xiàn)IBICUCE+-+-UBE輸入特性曲線(xiàn)：UCE一定時(shí)，IB~UBE關(guān)系輸出特性曲線(xiàn)：

IB

一定時(shí)，IC~UCE關(guān)系

管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線(xiàn)，反映了晶體管的性能，是分析放大電路的依據(jù)?？烧{(diào)電源限流電阻限流電阻EB+-RBRC+-ECμAmAVV91當(dāng)前91頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管

(一)輸入特性曲線(xiàn)e結(jié)相當(dāng)一個(gè)二極管,但要受輸出UCE的影響UCE?1VIB/mAUBE/VOUCE=3VUCE=0VIB/mAUBE/VOIBICUCE+-+-UBERBRC+-ECEB+-μAmAVV近似重合92當(dāng)前92頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管

（二）輸出特性曲線(xiàn)截止區(qū)飽和區(qū)IBICUCE+-+-UBERBRC+-ECEB+-μAmAVVIB1=0IB2=20μAIB3=40IB4=60IB5=80IB6=1000UCE/VIC/mA123436912放大區(qū)93當(dāng)前93頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管三個(gè)工作區(qū)域1.截止區(qū)：

IB=0以下區(qū)域，IC≈0特點(diǎn)：失去放大作用。截止區(qū)IB1=0IB2=20μAIB3=40IB4=60IB5=80IB6=1000UCE/VIC/mA123436912IB=0時(shí),IC≈穿透電流ICEO94當(dāng)前94頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管2.放大區(qū)：曲線(xiàn)平坦部分

?IB?IC

特點(diǎn)：

①受控特性：IC受IB控制。

②恒流特性：IB一定時(shí)，IC不隨

ICE而變化。?uCE?IC三個(gè)工作區(qū)域0IB=0μA20μA40μA60μAUCE/VIC/mA放大區(qū)369121234

曲線(xiàn)間距反映電流放大系數(shù)β

95當(dāng)前95頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管0UCE/(V)IC/(mA)3.飽和區(qū):曲線(xiàn)上升部分,UCE很小，UCE＜UBE

特點(diǎn)：IC不受IB控制，失去放大作用。IC1IB1IC2IB2?IB?IC變化小,不成比例飽和區(qū)三個(gè)工作區(qū)域UCES飽和壓降96當(dāng)前96頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管三極管工作狀態(tài)區(qū)分放大區(qū)飽和區(qū)截止區(qū)e結(jié)正向偏置正向偏置反向偏置c結(jié)反向偏置正向偏置反向偏置UCE=UCB+UBEUCE<UBE時(shí):UCB為負(fù)，由反向偏置轉(zhuǎn)為正向偏置。UCE=UBE時(shí):UCB為零；+-UCB+-UCE+-UBEEB+-EC+-RCRBbce97當(dāng)前97頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管UCE=UCB+UBE深度飽和：UCE<UBE，UCB為負(fù)。臨界飽和：UCE=UBE，UCB為零。小功率管深度飽和時(shí)：

硅管UCES

0.3V~0.5V

鍺管UCES0.1V~0.2V+-UCB+-UCE+-UBEEB+-EC+-RCRBbce三極管工作狀態(tài)區(qū)分98當(dāng)前98頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管三極管工作狀態(tài)區(qū)分放大區(qū)飽和區(qū)截止區(qū)e結(jié)正向偏置正向偏置反向偏置c結(jié)反向偏置正向偏置反向偏置e結(jié)c結(jié)均反向偏置。+-UCB+-UCE+-UBEEB+-EC+-RCRBbce

硅管UBE<死區(qū)電壓0.5V已開(kāi)始截止，為使e結(jié)可靠截止,令UBE≤0。99當(dāng)前99頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管四、主要參數(shù)（一）直流參數(shù)

衡量三極管處于直流工作狀態(tài)時(shí)放大能力的參數(shù)。1.共射直流電流放大系數(shù)

（當(dāng)IC>>ICEO時(shí)）2.極間反向電流ICBO，ICEO

衡量三極管質(zhì)量?jī)?yōu)劣的參數(shù)。受溫度影響很大。100當(dāng)前100頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管ICBO穿透電流反向飽和電流e極開(kāi)路，c-b間加反壓時(shí)。（1）集-基反向飽和電流ICBO（2）集-射反向穿透電流ICBOb極開(kāi)路，c-e間加反壓時(shí)。β不超過(guò)100盡可能小+-EC+-ECμAICEOμA少數(shù)載流子隨溫度增高而增大。101當(dāng)前101頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管

描述晶體管處于交流工作狀態(tài)（動(dòng)態(tài)）時(shí)放大能力的參數(shù)。(二)交流參數(shù)

共射交流電流放大系數(shù)β

由于制造工藝的分散性，相同型號(hào)的管子β也有差異。β取20~100。102當(dāng)前102頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管(三)極限參數(shù)ICM，PCM，UCEO最大集電極電流ICM:

超過(guò)時(shí)，β下降。ICM就是

β下降到正常值2/3時(shí)的IC。最大集電極耗散功率PCM:

PCM=IC.UCE

PCM與環(huán)境穩(wěn)度有關(guān)，注意手冊(cè)中對(duì)散熱片的要求。為保證晶體管安全工作對(duì)它的參數(shù)的限制。+-UCB+-UCE+-UBEEB+-EC+-RCRBbce103當(dāng)前103頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管級(jí)間反向擊穿電壓:UCBO——e極開(kāi)路時(shí)，c結(jié)反向擊穿電壓。UEBO——c極開(kāi)路時(shí)，e結(jié)反向擊穿電壓。UCEO——b極開(kāi)路時(shí)，c極-e極反向擊穿電壓。I/mAU/VoU(BR)+-UCB+-UCE+-UBEEB+-EC+-RCRBbce反向擊穿電壓三極管有兩個(gè)PN結(jié)104當(dāng)前104頁(yè)，總共116頁(yè)。第五節(jié)半導(dǎo)體三極管安全工作區(qū)0IB=0μA102030UBE/VIC/mAICM最大集電極電流PCM最大集電極耗散功率UCEO級(jí)間反向擊穿電壓