電子技術(shù)精品課件

1、電子技術(shù)第1頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四成績(jī)：期終考試占70%， 平時(shí)（作業(yè)與考勤）占20%， 實(shí)驗(yàn)占10%。本課程共計(jì)64學(xué)時(shí)，其中理論課時(shí)50學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)14學(xué)時(shí)，共做7個(gè)實(shí)驗(yàn)。答疑安排：每周一、四晚7：309：30。地點(diǎn)：西苑校區(qū)10-408， 中部“電子科學(xué)與技術(shù)系”。第2頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四電子技術(shù)分： 模擬電子技術(shù)， 數(shù)字電子技術(shù)。 模擬電子技術(shù)研究模擬電路，數(shù)字電子技術(shù)研究數(shù)子電路。模擬信號(hào)是指在時(shí)間和數(shù)值上都連續(xù)的信號(hào)。數(shù)字信號(hào)是指在時(shí)間和數(shù)值上都不連續(xù)的信號(hào)，即所謂離散的。tt第3頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，

2、5月20日，19點(diǎn)55分，星期四模電特點(diǎn)：技術(shù)術(shù)語(yǔ)多基本概念多電路種類多模電學(xué)習(xí)方法：注重基本概念采用工程觀點(diǎn)：有條件的忽略一些次要因素重視實(shí)驗(yàn)利用計(jì)算機(jī)輔助軟件第4頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四本書章節(jié)第14章 二極管和晶體管第15章 基本放大電路第16章 集成運(yùn)算放大器第17章 電子電路中的反饋第18章 直流穩(wěn)壓電源第20章 門電路和組合邏輯電路第21章 觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路第5頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四信號(hào)提取信號(hào)的預(yù)處理信號(hào)的加工信號(hào)的驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電子系統(tǒng)的組成：A/D計(jì)算機(jī)或其他數(shù)字系統(tǒng)D/A模擬數(shù)字信號(hào)隔離、濾波、放大信號(hào)運(yùn)算

3、、轉(zhuǎn)換、取樣保持功率放大第6頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四第14章 二極管和晶體管14.3 半導(dǎo)體二極管14.4 穩(wěn)壓二極管14.5 晶體管14.2 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?4.1 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性14.6 光電器件第7頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四第14章 二極管和晶體管 學(xué)習(xí)電子技術(shù)，就是要掌握常用半導(dǎo)體器件的原理、特性，以及由這些器件所組成的電子電路的分析方法。二極管與晶體管是最常用的半導(dǎo)體器件，而PN結(jié)是構(gòu)成各種半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)。14.1 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性什么是半導(dǎo)體? 半導(dǎo)體是導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)。 例如：硅、鍺、硒

4、以及大多數(shù)金屬氧化物和硫化物都是半導(dǎo)體。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力在不同的條件下有很大的差別。第8頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四14.1 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性：(可做成溫度敏感元件，如熱敏電阻)。摻雜性：往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，導(dǎo)電 能力明顯改變(可做成各種不同用途的半導(dǎo) 體器件，如二極管、晶體管和晶閘管等）。光敏性：當(dāng)受到光照時(shí)，導(dǎo)電能力明顯變化 (可做 成各種光敏元件，如光敏電阻、光敏二極 管、光敏三極管等)。熱敏性：當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，導(dǎo)電能力顯著增強(qiáng)第9頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四 本征半導(dǎo)體 完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半

5、導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體。晶體中原子的排列方式硅單晶中的共價(jià)健結(jié)構(gòu)共價(jià)健共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子，稱為價(jià)電子。 Si Si Si Si價(jià)電子第10頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四 Si Si Si Si價(jià)電子 價(jià)電子在獲得一定能量（溫度升高或受光照）后，即可掙脫原子核的束縛，成為自由電子（帶負(fù)電），同時(shí)共價(jià)鍵中留下一個(gè)空位，稱為空穴（帶正電）。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)?？昭?溫度愈高，本征激發(fā)越嚴(yán)重自由電子本征半導(dǎo)體的特點(diǎn)：導(dǎo)電能力很弱（T=0K時(shí)，不導(dǎo)電 T（T=300K），本征激發(fā)， 產(chǎn)生空穴電子對(duì)第11頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星

6、期四本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理 當(dāng)半導(dǎo)體兩端加上外電壓時(shí)，在半導(dǎo)體中將出現(xiàn)兩部分電流 (1)自由電子作定向運(yùn)動(dòng) 電子電流 (2)價(jià)電子遞補(bǔ)空穴 空穴電流自由電子和空穴都稱為載流子。 在外電場(chǎng)的作用下，空穴吸引相鄰原子的價(jià)電子來(lái)填補(bǔ)，而在該原子中出現(xiàn)一個(gè)空穴，其結(jié)果相當(dāng)于空穴的運(yùn)動(dòng)（相當(dāng)于正電荷的移動(dòng)）。本征半導(dǎo)體的特點(diǎn)：自由電子和空穴均參與導(dǎo)電第12頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理注意： (1) 本征半導(dǎo)體中載流子數(shù)目極少, 其導(dǎo)電性能很差； (2)溫度一定，載流子的數(shù)目（濃度）一定。（3）溫度愈高， 載流子的數(shù)目愈多,半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能也就愈好。 自由電

7、子和空穴成對(duì)地產(chǎn)生的同時(shí)，又不斷復(fù)合。在一定溫度下，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，半導(dǎo)體中載流子便維持一定的數(shù)目。所以，溫度對(duì)半導(dǎo)體器件性能影響很大。第13頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四14.1.2 N型半導(dǎo)體和 P 型半導(dǎo)體 摻雜后自由電子數(shù)目大量增加，自由電子導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式，稱為電子半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體。摻入五價(jià)元素 Si Si Si Sip+多余電子磷原子在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€(gè)電子變?yōu)檎x子 在N 型半導(dǎo)體中：自由電子是多數(shù)載流子（稱多子，由摻雜原子提供）?？昭ㄊ巧僮樱ū菊骷ぐl(fā)形成）。動(dòng)畫第14頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，

8、19點(diǎn)55分，星期四14.1.2 N型半導(dǎo)體和 P 型半導(dǎo)體 摻雜后空穴數(shù)目大量增加，空穴導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式，稱為空穴半導(dǎo)體或 P型半導(dǎo)體。摻入三價(jià)元素 Si Si Si Si 在 P 型半導(dǎo)體中空穴是多子，自由電子是少子。B硼原子接受一個(gè)電子變?yōu)樨?fù)離子空穴動(dòng)畫無(wú)論N型或P型半導(dǎo)體都是中性的，對(duì)外不顯電性。第15頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四 1. 在雜質(zhì)半導(dǎo)體中多子的數(shù)量與 （a. 摻雜濃度、b.溫度）有關(guān)。 2. 在雜質(zhì)半導(dǎo)體中少子的數(shù)量與 （a. 摻雜濃度、b.溫度）有關(guān)。 3. 當(dāng)溫度升高時(shí)，少子的數(shù)量 （a. 減少、b. 不變、c. 增多）。

9、abc 4. 在外加電壓的作用下，P 型半導(dǎo)體中的電流主要是 ，N 型半導(dǎo)體中的電流主要是 。 （a. 電子電流、b.空穴電流） ba第16頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四14.2 PN結(jié) PN結(jié)是通過(guò)特殊的半導(dǎo)體制造技術(shù)，在一塊半導(dǎo)體基片上摻入不同的雜質(zhì)，使其一邊為N型半導(dǎo)體，另一邊為P型半導(dǎo)體，其交界面便形成了PN結(jié)。P 型半導(dǎo)體N 型半導(dǎo)體+ PN 結(jié)也稱空間電荷區(qū)、或耗盡層、或內(nèi)電場(chǎng)、或阻擋層。 第17頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四 PN結(jié)的形成多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)濃度差P 型半導(dǎo)體N 型半導(dǎo)體 內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，漂移運(yùn)動(dòng)越

10、強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄。 擴(kuò)散的結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬。 擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。+動(dòng)畫形成空間電荷區(qū)第18頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四14.2.2 PN結(jié)的單向?qū)щ娦?1. PN 結(jié)加正向電壓（正向偏置）PN 結(jié)變窄 P接正、N接負(fù) 外電場(chǎng)IF 內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)，形成較大的擴(kuò)散電流。 PN 結(jié)加正向電壓時(shí)，PN結(jié)變窄，正向電流較大，正向電阻較小，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。內(nèi)電場(chǎng)PN+動(dòng)畫+R第19頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四2. PN 結(jié)加反向電壓（反向偏置）外電場(chǎng) P接負(fù)、N接

11、正 內(nèi)電場(chǎng)PN+動(dòng)畫+R第20頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四PN 結(jié)變寬2. PN 結(jié)加反向電壓（反向偏置）外電場(chǎng) 內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)，少子的漂移加強(qiáng)，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)停止。由于少子數(shù)量很少，形成很小的反向電流。IR P接負(fù)、N接正 溫度越高少子的數(shù)目越多，反向電流將隨溫度增加。動(dòng)畫+ PN 結(jié)加反向電壓時(shí)，PN結(jié)變寬，反向電流較小，反向電阻較大，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。內(nèi)電場(chǎng)PN+第21頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四 1. PN結(jié)的特性是 （a. 單向?qū)щ娦?b.正向?qū)?c .反向截至） 2. PN結(jié)的正向電阻 （a. 較大、b.趨于零） 3. 當(dāng)溫度

12、升高時(shí)，反向電流將 （a. 減少、b. 不變、c. 增大）。abc第22頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四14.3 二極管常見的外形： 二極管是最基本的電子元件，其內(nèi)部主要是一個(gè)PN結(jié)，外加封裝和引線（引出的兩個(gè)電極）。第23頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四14.3 二極管14.3.1 基本結(jié)構(gòu)(a) 點(diǎn)接觸型(b)面接觸型 結(jié)面積小、結(jié)電容小、正向電流小。用于檢波和變頻等高頻電路。 結(jié)面積大、正向電流大、結(jié)電容大，用于工頻大電流整流電路。(c) 平面型 用于集成電路制作工藝中。PN結(jié)結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。第24頁(yè)，共64頁(yè)

13、，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四陰極引線陽(yáng)極引線二氧化硅保護(hù)層P型硅N型硅( c ) 平面型金屬觸絲陽(yáng)極引線N型鍺片陰極引線外殼( a ) 點(diǎn)接觸型鋁合金小球N型硅陽(yáng)極引線PN結(jié)金銻合金底座陰極引線( b ) 面接觸型14.3 二極管二極管的結(jié)構(gòu)示意圖陰極陽(yáng)極( d ) 符號(hào)DPN第25頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四14.3.2 伏安特性硅管0.5V,鍺管0.1V。反向擊穿電壓U(BR)導(dǎo)通壓降 外加電壓大于死區(qū)電壓二極管才能導(dǎo)通。 外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向?qū)щ娦?。正向特性反向特性特點(diǎn)：非線性硅0.60.8V鍺0.20.3VUI死

14、區(qū)電壓PN+PN+ 反向電流在一定電壓范圍內(nèi)保持常數(shù)。第26頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四14.3.3 主要參數(shù)1. 最大整流電流 IOM二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許流過(guò)二極管的最大正向平均電流。2. 反向工作峰值電壓URWM是保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓，一般是二極管反向擊穿電壓UBR的一半或三分之二。二極管擊穿后單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過(guò)熱而燒壞。3. 反向峰值電流IRM指二極管加最高反向工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流大，說(shuō)明管子的單向?qū)щ娦圆?，IRM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，鍺管的反向電流較大，為硅管的幾十到幾百倍。第27頁(yè)，共

15、64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四二極管的單向?qū)щ娦?1. 二極管加正向電壓（正向偏置，陽(yáng)極接正、陰極接負(fù) ）時(shí)， 二極管處于正向?qū)顟B(tài)，二極管正向電阻較小，正向電流較大。 2. 二極管加反向電壓（反向偏置，陽(yáng)極接負(fù)、陰極接正 ）時(shí)， 二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài)，二極管反向電阻較大，反向電流很小。 3. 外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向?qū)щ娦浴?4. 二極管的反向電流受溫度的影響，溫度愈高反向電流愈大。第28頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四 二極管電路分析舉例 定性分析：判斷二極管的工作狀態(tài)導(dǎo)通截止否則，正向管壓降硅0.60.7V鍺0.2

16、0.3V 分析方法：將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低或所加電壓UD的正負(fù)。若 V陽(yáng) V陰或 UD為正( 正向偏置 )，二極管導(dǎo)通若 V陽(yáng) V陰 二極管導(dǎo)通若忽略管壓降，二極管可看作短路，UAB = 6V否則， UAB低于6V一個(gè)管壓降，為6.3或6.7V例1： 取 B 點(diǎn)作參考點(diǎn)，斷開二極管，分析二極管陽(yáng)極和陰極的電位。 在這里，二極管起鉗位作用。 D6V12V3kBAUAB+第30頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四兩個(gè)二極管的陰極接在一起取 B 點(diǎn)作參考點(diǎn)，斷開二極管，分析二極管陽(yáng)極和陰極的電位。V1陽(yáng) =6 V，V2陽(yáng)=0 V，V1陰 = V2陰= 12 VU

17、D1 = 6V，UD2 =12V UD2 UD1 D2 優(yōu)先導(dǎo)通， D1截止。若忽略管壓降，二極管可看作短路，UAB = 0 V例2:D1承受反向電壓為6 V流過(guò) D2 的電流為求：UAB 在這里， D2 起鉗位作用， D1起隔離作用。 BD16V12V3kAD2UAB+第31頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四ui 8V，二極管導(dǎo)通，可看作短路 uo = 8V ui 8V，二極管截止，可看作開路 uo = ui已知： 二極管是理想的，試畫出 uo 波形。8V例3：二極管的用途： 整流、檢波、限幅、鉗位、開關(guān)、元件保護(hù)、溫度補(bǔ)償?shù)?。ui18V參考點(diǎn)二極管陰極電位為 8 V

18、D8VRuoui+第32頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四14.4 穩(wěn)壓二極管1. 符號(hào) 穩(wěn)壓二極管是一種特殊的面接觸型二極管，由于它與適當(dāng)阻值的電阻配合后能起穩(wěn)壓作用，故稱穩(wěn)壓二極管。 穩(wěn)壓二極管工作于反向擊穿狀態(tài)，當(dāng)反向電壓撤去后，管子還是正常的，稱可逆性擊穿。+第33頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四UZIZIZM UZ IZ2. 伏安特性 穩(wěn)壓管正常工作時(shí)加反向電壓使用時(shí)要加限流電阻 穩(wěn)壓管反向擊穿后，電流變化很大，但其兩端電壓變化很小，利用此特性，穩(wěn)壓管在電路中可起穩(wěn)壓作用。UIO第34頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分

19、，星期四3. 主要參數(shù)(1) 穩(wěn)定電壓UZ 穩(wěn)壓管正常工作(反向擊穿)時(shí)管子兩端的電壓。(2) 電壓溫度系數(shù) 環(huán)境溫度每變化1C引起穩(wěn)壓值變化的百分?jǐn)?shù)。(3) 動(dòng)態(tài)電阻(4) 穩(wěn)定電流 IZ 、最大穩(wěn)定電流 IZM(5) 最大允許耗散功率 PZM = UZ IZMrZ愈小，曲線愈陡，穩(wěn)壓性能愈好。第35頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四4.穩(wěn)壓電路 Ui=UR+UO=UR+UZ=IRR+UZ 若Ui增加，則UO有增加的趨勢(shì)，即UZ會(huì)增加，IZ會(huì)大大增加，使IRR大大增加，則限制了UO的增加，維持不變，反之亦然。 若負(fù)載增加，其穩(wěn)壓原理一樣。 UOUiIZRDZUZIR第

20、36頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四例：右圖所示電路，UZ=8V，IZM=18mA，US=20V，問(wèn)R=500是否合適，應(yīng)為多少？ 解：I= =24mA18mA 不適合。R =667 RUS-UZ=20-850020-818US=20VRUZ=8V第37頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四14.5 晶體管 晶體管又稱半導(dǎo)體三極管，是一種重要的半導(dǎo)體器件。它的放大作用和開關(guān)作用引起了電子技術(shù)的飛躍發(fā)展。14.5.1 基本結(jié)構(gòu) 晶體管的結(jié)構(gòu)，目前常見的有平面型和合金型兩類。硅管主要是平面型，鍺管都是合金型。而從制造型號(hào)上，常分為NPN型和PNP型。第

21、38頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四14.5.1 基本結(jié)構(gòu)NNP基極發(fā)射極集電極NPN型BECBECPNP型PPN基極發(fā)射極集電極符號(hào)：BECIBIEICBECIBIEICNPN型三極管PNP型三極管第39頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四基區(qū)：最薄，摻雜濃度最低發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECNNP基極發(fā)射極集電極結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：集電區(qū)：面積最大第40頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四14. 5. 2 電流分配和放大原理1. 三極管放大的外部條件BECNNPEBRBECRC發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏 PNP發(fā)射結(jié)正偏 VB

22、VE集電結(jié)反偏 VCVE集電結(jié)反偏 VCVB 第41頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四2. 各電極電流關(guān)系及電流放大作用IB(mA)IC(mA)IE(mA)00.020.040.060.080.100.0010.701.502.303.103.950.0010.721.542.363.184.05結(jié)論:1）三電極電流關(guān)系 IE = IB + IC2） IC IB ， IC IE 3） IC IB 把基極電流的微小變化能夠引起集電極電流較大變化的特性稱為晶體管的電流放大作用。 實(shí)質(zhì):用一個(gè)微小電流的變化去控制一個(gè)較大電流的變化。第42頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，

23、19點(diǎn)55分，星期四3.三極管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律BECNNPEBRBECIEIBEICEICBO 基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴(kuò)散可忽略。 發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴(kuò)散，形成發(fā)射極電流IE。進(jìn)入P 區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成電流IBE ，多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié)。從基區(qū)擴(kuò)散來(lái)的電子作為集電結(jié)的少子，漂移進(jìn)入集電結(jié)而被收集，形成ICE。 集電結(jié)反偏，有少子形成的反向電流ICBO。第43頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四3. 三極管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律IC = ICE+ICBO ICEICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEICBOIB = IBE- ICBO I

24、BE ICE 與 IBE 之比稱為共發(fā)射極電流放大倍數(shù)集射極穿透電流, 溫度ICEO(常用公式)若IB =0, 則 IC ICE0第44頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四 特性曲線 即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，是管子內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能，是分析放大電路的依據(jù)。為什么要研究特性曲線： 1）直觀地分析管子的工作狀態(tài) 2）合理地選擇偏置電路的參數(shù)，設(shè)計(jì)性能良好的電路 重點(diǎn)討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線第45頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四發(fā)射極是輸入回路、輸出回路的公共端 共發(fā)射極電路輸入回路輸出回路 測(cè)量晶體管

25、特性的實(shí)驗(yàn)線路ICEBmAAVUCEUBERBIBECV+第46頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四1. 輸入特性特點(diǎn):非線性死區(qū)電壓：硅管0.5V，鍺管0.1V。正常工作時(shí)發(fā)射結(jié)電壓： NPN型硅管 UBE 0.60.7VPNP型鍺管 UBE 0.2 0.3VIB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE1VO第47頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四2. 輸出特性IB=020A40A60A80A100A36IC(mA )1234UCE(V)912O放大區(qū)輸出特性曲線通常分三個(gè)工作區(qū)：(1) 放大區(qū) 在放大區(qū)有 IC= IB ，也稱為線性

26、區(qū)，具有恒流特性。 在放大區(qū)，發(fā)射結(jié)處于正向偏置、集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于放大狀態(tài)。第48頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四IB=020A40A60A80A100A36IC(mA )1234UCE(V)912O（2）截止區(qū)IB 0 以下區(qū)域?yàn)榻刂箙^(qū)，有 IC 0 。 在截止區(qū)發(fā)射結(jié)處于反向偏置，集電結(jié)處于反向偏置，晶體管工作于截止?fàn)顟B(tài)。飽和區(qū)截止區(qū)（3）飽和區(qū) 當(dāng)UCE UBE時(shí)，晶體管工作于飽和狀態(tài)。 在飽和區(qū)，IB IC，發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)也處于正偏。 深度飽和時(shí)， 硅管UCES 0.3V， 鍺管UCES 0.1V。第49頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5

27、月20日，19點(diǎn)55分，星期四 主要參數(shù)1. 電流放大系數(shù)，直流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)當(dāng)晶體管接成共發(fā)射極電路時(shí)， 表示晶體管特性的數(shù)據(jù)稱為晶體管的參數(shù)，晶體管的參數(shù)也是設(shè)計(jì)電路、選用晶體管的依據(jù)。注意： 和 的含義不同，但在特性曲線近于平行等距并且ICE0 較小的情況下，兩者數(shù)值接近。常用晶體管的 值在20 200之間。第50頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四例：在UCE= 6 V時(shí)， 在 Q1 點(diǎn)IB=40A, IC=1.5mA； 在 Q2 點(diǎn)IB=60 A, IC=2.3mA。在以后的計(jì)算中，一般作近似處理： = 。IB=020A40A60A80A100A3

28、6IC(mA )1234UCE(V)9120Q1Q2在 Q1 點(diǎn)，有由 Q1 和Q2點(diǎn)，得第51頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四2.集-基極反向截止電流 ICBO ICBO是由少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)所形成的電流，受溫度的影響大。 溫度ICBOICBOA+EC3.集-射極反向截止電流(穿透電流)ICEOAICEOIB=0+ ICEO受溫度的影響大。溫度ICEO，所以IC也相應(yīng)增加。三極管的溫度特性較差。第52頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四4. 集電極最大允許電流 ICM5. 集-射極反向擊穿電壓U(BR)CEO 集電極電流 IC上升會(huì)導(dǎo)致三極管

29、的值的下降，當(dāng)值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為 ICM。 當(dāng)集射極之間的電壓UCE 超過(guò)一定的數(shù)值時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手冊(cè)上給出的數(shù)值是25C、基極開路時(shí)的擊穿電壓U(BR) CEO。6. 集電極最大允許耗散功耗PCM PCM取決于三極管允許的溫升，消耗功率過(guò)大，溫升過(guò)高會(huì)燒壞三極管。 PC PCM =IC UCE 硅管允許結(jié)溫約為150C，鍺管約為7090C。第53頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四ICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)由三個(gè)極限參數(shù)可畫出三極管的安全工作區(qū)ICUCEO第54頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四晶體管參數(shù)與溫度的關(guān)系1、溫度每增加10C，ICBO增大一倍。硅管優(yōu) 于鍺管。2、溫度每升高 1C，UBE將減小 (22.5)mV， 即晶體管具有負(fù)溫度系數(shù)。即IB將增大。3、溫度每升高 1C， 增加 0.5%1.0%。其總的效果將會(huì)使IC增大。第55頁(yè)，共64頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)55分，星期四例：圖示電路，試判斷開關(guān)S分別接在A、B、C三點(diǎn)時(shí)，晶體管的工作狀態(tài)。SABC10K100K3V3V10V=503K解：1、