模擬電子技術(shù)及應(yīng)用

模擬電子技術(shù)及應(yīng)用第1頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五第1章基本半導(dǎo)體分立器件1.1半導(dǎo)體的基本知識與PN結(jié)1.2半導(dǎo)體二極管1.3特殊二極管1.4半導(dǎo)體三極管1.5場效應(yīng)晶體管第2頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五導(dǎo)體：自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體，金屬一般都是導(dǎo)體。絕緣體：有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為絕緣體，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半導(dǎo)體：另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間，稱為半導(dǎo)體，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。1-1半導(dǎo)體的基本知識及PN結(jié)什么是半導(dǎo)體?第3頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理不同于其它物質(zhì)，所以它具有不同于其它物質(zhì)的特點。例如：當(dāng)受外界熱和光的作用時，它的導(dǎo)電能力明顯變化。往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會使它的導(dǎo)電能力明顯改變。1.摻雜性2.熱敏性和光敏性半導(dǎo)體的三大特性第4頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五1-1-1本征半導(dǎo)體（純凈和具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體）一、本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點GeSi現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們的最外層電子（價電子）都是四個。第5頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點陣，每個原子都處在正四面體的中心，而四個其它原子位于四面體的頂點，每個原子與其相鄰的原子之間形成共價鍵，共用一對價電子。硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)：通過一定的工藝過程，可以將半導(dǎo)體制成晶體。第6頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五硅和鍺的共價鍵結(jié)構(gòu)共價鍵共用電子對+4+4+4+4+4表示原子外層原來有4個電子第7頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價鍵中，稱為束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價鍵成為自由電子，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，導(dǎo)電能力很弱。形成共價鍵后，每個原子的最外層電子是八個，形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。共價鍵有很強的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。+4+4+4+4第8頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五二、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理在絕對0度（-273℃）和沒有外界激發(fā)時,價電子完全被共價鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒有可以運動的帶電粒子（即載流子），不能導(dǎo)電，相當(dāng)于絕緣體。在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價電子獲得足夠的能量而脫離共價鍵的束縛，成為自由電子，同時共價鍵上留下一個空位，稱為空穴。1.載流子、自由電子和空穴第9頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五+4+4+4+4自由電子空穴束縛電子（價電子）第10頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五2.本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理+4+4+4+4在外界因素的作用下，空穴吸引附近的電子來填補，結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移，效果相當(dāng)于正電荷的移動，因此可以認為空穴是載流子，能定向移動而形成電流。本征半導(dǎo)體中兩種載流子的數(shù)量相等，稱自由電子空穴對。第11頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強，溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個重要的外部因素，這是半導(dǎo)體的一大特點------半導(dǎo)體的熱敏性。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）自由電子移動產(chǎn)生的電流。（2）空穴移動產(chǎn)生的電流。（在本征半導(dǎo)體中自由電子和空穴成對出現(xiàn)，同時又不斷的復(fù)合）第12頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五1-1-2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)原子，形成雜質(zhì)半導(dǎo)體。雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能將發(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，也稱為空穴型半導(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，也稱為電子型半導(dǎo)體。第13頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五一、N型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體（本征半導(dǎo)體）中摻入少量的五價元素，如磷，晶體中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)原子取代。由于磷原子的最外層有五個價電子，其中四個與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價鍵，必定多出一個電子，這個電子不受共價鍵的束縛，很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子就成了不能移動的帶正電的離子；本征半導(dǎo)體電子和空穴成對出現(xiàn)的現(xiàn)象也被打破。第14頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五+4+4+5+4多余電子磷原子N型半導(dǎo)體中的載流子有哪些呢？（1）由磷原子提供的電子，濃度與磷原子相同。（2）本征半導(dǎo)體中成對產(chǎn)生的電子和空穴。一般情況下，摻雜濃度遠大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，所以，自由電子濃度遠大于空穴濃度。在N型半導(dǎo)體中，自由電子稱為多數(shù)載流子（多子），空穴稱為少數(shù)載流子（少子）。第15頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五二、P型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體（本征半導(dǎo)體）中摻入少量的三價元素，如硼（或銦），晶體點陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)原子取代。硼原子的最外層有三個價電子，與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價鍵時，產(chǎn)生一個空穴。這個空穴可能吸引束縛電子來填補，使得硼原子成為不能移動的帶負電的離子。+4+4+3+4空穴硼原子P型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是少子。第16頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五三、雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意圖－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++N型半導(dǎo)體第17頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五小結(jié)2.N型半導(dǎo)體：電子是多子，其中大部分是摻雜提供的電子；空穴是少子，少子的遷移也能形成電流，由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子。近似認為多子與雜質(zhì)濃度相等。3.P型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是少子。1.本征半導(dǎo)體中受激（熱激發(fā)即本征激發(fā)）產(chǎn)生的電子和空穴成對出現(xiàn)，數(shù)量很少。4.雜質(zhì)半導(dǎo)體：多子數(shù)（多子濃度）主要由摻雜濃度決定，受溫度影響較??；而少子（少子濃度）主要由本征激發(fā)決定，所以受溫度影響較大。第18頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五1-1-3PN結(jié)的形成在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體，經(jīng)過載流子的擴散，在它們的交界面處就形成了PN結(jié)。第19頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴散運動漂移運動擴散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬。內(nèi)電場越強，漂移運動越強?？臻g電荷區(qū)，也稱耗盡層。內(nèi)電場E第20頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五漂移運動P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴散運動內(nèi)電場E所以擴散和漂移這一對相反的運動最終達到平衡，相當(dāng)于兩個區(qū)之間沒有電荷運動，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。第21頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五1.空間電荷區(qū)中沒有多數(shù)載流子。2.空間電荷區(qū)中內(nèi)電場阻礙P區(qū)中的空穴和N區(qū)中的電子（都是多子）向?qū)Ψ竭\動（擴散運動）。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。小結(jié)第22頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五(1)加正向電壓（正偏）——電源正極接P區(qū)，負極接N區(qū)

外電場的方向與內(nèi)電場方向相反。

外電場削弱內(nèi)電場→耗盡層變窄→擴散運動＞漂移運動→多子擴散形成正向電流（與外電場方向一致）IF正向電流

1-1-4PN結(jié)的單向?qū)щ娦缘?3頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五(2)加反向電壓——電源正極接N區(qū)，負極接P區(qū)

外電場的方向與內(nèi)電場方向相同。

外電場加強內(nèi)電場→耗盡層變寬→漂移運動＞擴散運動→少子漂移形成反向電流IRPN在一定的溫度下，由本征激發(fā)產(chǎn)生的少子濃度是一定的，故IR基本上與外加反壓的大小無關(guān)，所以稱為反向飽和電流。但IR受溫度影響較大。

第24頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五PN結(jié)加正向電壓時，可以有較大的正向擴散電流，即呈現(xiàn)低電阻，我們稱PN結(jié)導(dǎo)通；

PN結(jié)加反向電壓時，只有很小的反向漂移電流，呈現(xiàn)高電阻，我們稱PN結(jié)截止。這就是PN結(jié)的單向?qū)щ娦?。?5頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五本次課小結(jié)1、半導(dǎo)體與金屬導(dǎo)電的不同（載流子）。2、半導(dǎo)體的三大特性。3、本征半導(dǎo)體、熱（本征）激發(fā)。4、摻雜半導(dǎo)體、多子和少子。5、PN結(jié)的形成。6、PN結(jié)的單向?qū)щ娦?。?6頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五作業(yè)：P.5.1.1.3P.8.1.2.11.2.21.2.3第27頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五1-2半導(dǎo)體二極管1-2-1半導(dǎo)體二極管的基本結(jié)構(gòu)PN結(jié)加上管殼和引線，就成為半導(dǎo)體二極管。引線（管腳）外殼觸絲線基片點接觸型PN結(jié)面接觸型PN二極管的電路符號：陽極a+陰極k-第28頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五1-2-2伏安特性反向擊穿電壓UBR死區(qū)電壓，硅管約0.5V,鍺管約0.2V導(dǎo)通壓降:硅管0.6～0.8V,鍺管0.2～0.4V。反向飽和漏電流V(V)I(mA)(μA)二極管的反向擊穿簡介第29頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五1-2-3主要參數(shù)1.最大整流電流IDM二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。3.反向擊穿電壓VBR二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓VBWM一般是VBR的一半。2.反向工作峰值電壓VBWM保證二極管不被擊穿時的反向峰值電壓。第30頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五4.反向電流IR指二極管加反向峰值工作電壓時的反向電流。反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦圆睿虼朔聪螂娏髟叫≡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。第31頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五5.微變電阻rDiDvDIDVDQiDvDrD是二極管特性曲線上工作點Q附近電壓的變化量與電流的變化量之比：顯然，rD是對Q附近的微小變化區(qū)域內(nèi)的電阻。第32頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五6.二極管的極間電容（結(jié)電容）*☆二極管的兩極間存在電容效應(yīng)，對應(yīng)的等效電容由兩部分組成：勢壘電容CB和擴散電容CD。*勢壘電容：勢壘區(qū)是積累空間電荷的區(qū)域，當(dāng)電壓變化時，就會引起積累在勢壘區(qū)的空間電荷的變化，這樣所表現(xiàn)出的電容是勢壘電容。電容效應(yīng)：當(dāng)外加電壓發(fā)生變化時，耗盡層的寬度將隨之改變，即PN結(jié)中存儲的電荷量要隨之變化，就像電容充放電一樣。第33頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五當(dāng)外加正向電壓不同時，PN結(jié)兩側(cè)堆積的少子的數(shù)量及濃度梯度也不同(相當(dāng)于電容的充放電)。電容效應(yīng)在交流信號作用下才會表現(xiàn)出來。擴散電容：為了形成正向電流（擴散電流），注入P區(qū)的電子在P區(qū)有濃度差，越靠近PN結(jié)濃度越大，即在P區(qū)有電子的積累。同理，在N區(qū)有空穴的積累。第34頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五勢壘電容在正偏和反偏時均不能忽略。而反向偏置時，由于少數(shù)載流子數(shù)目很少，可忽略擴散電容。PN結(jié)高頻小信號時的等效電路：勢壘電容和擴散電容的綜合效應(yīng)rd第35頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五☆☆☆從二極管的主要參數(shù)中可得出二極管單向?qū)щ娦允〉膱龊霞霸?/p>

☆☆☆1、正向偏壓太低。（不足以克服死區(qū)電壓）2、正向電流太大。（會使PN結(jié)溫度過高燒毀）3、反向偏壓太高。（造成反向擊穿）4、工作頻率太高。（使結(jié)電容容抗下降而反向不截止）第36頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五實際二極管：死區(qū)電壓

0.5V，正向壓降0.7V(硅二極管)理想二極管：死區(qū)電壓=0，正向壓降=0

RLuiuouiuott二極管的應(yīng)用舉例1：二極管半波整流實際應(yīng)用中利用二極管的單向?qū)щ娦?，典型?yīng)用有整流、限幅、保護等。第37頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五二極管的應(yīng)用舉例2：波形轉(zhuǎn)換tttuiuRuoRRLuiuRuo第38頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五1-3特殊二極管1-3-1穩(wěn)壓二極管VIIZIZmaxUZIZ曲線越陡，電壓越穩(wěn)定。+-UZ動態(tài)電阻：rz越小，穩(wěn)壓性能越好。第39頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五（4）穩(wěn)定電流IZ，最大、最小穩(wěn)定電流Izmax、Izmin。（5）最大允許功耗穩(wěn)壓二極管的參數(shù):（1）穩(wěn)定電壓UZ（2）電壓溫度系數(shù)V（%/℃）穩(wěn)壓值受溫度變化影響的系數(shù)。（3）動態(tài)電阻第40頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五穩(wěn)壓管只有與適當(dāng)?shù)碾娮柽B接才能起到穩(wěn)壓作用。VIIZIZmaxUZIZUZiUIZIZULR0URR叫限流電阻，使流經(jīng)穩(wěn)壓二極管的電流在其安全范圍內(nèi)。第41頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用舉例UoiZDZRiLiUiRL穩(wěn)壓管的技術(shù)參數(shù):解：令輸入電壓達到上限時，流過穩(wěn)壓管的電流為Izmax——方程1要求當(dāng)輸入電壓由正常值發(fā)生20%波動時，負載電壓基本不變。求：電阻R和輸入電壓Vi的正常值。令輸入電壓降到下限時，流過穩(wěn)壓管的電流為Izmin?！匠?聯(lián)立方程1、2，可得：第42頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五選擇限流電阻阻值的原則1、當(dāng)輸入電壓最大而負載要求的電流最小時，流過穩(wěn)壓二極管的電流最大，此時限流電阻要保證流過穩(wěn)壓二極管的電流小于最大電流；2、當(dāng)輸入電壓最小而負載要求的電流最大時，流過穩(wěn)壓二極管的電流最小，此時限流電阻要保證流過穩(wěn)壓二極管的電流大于最小電流。第43頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五1-3-2光電二極管反向電流隨光照強度的增加而上升。IV照度增加光電流、暗電流第44頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五1-3-3發(fā)光二極管有正向電流流過時，發(fā)出一定波長范圍的光。目前的發(fā)光二極管可以發(fā)出從紅外到可見波段的光；電特性與一般二極管類似。第45頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五1．半導(dǎo)體中有兩種載流子：電子和空穴。電子帶負電，空穴帶正電。在純凈半導(dǎo)體中摻入不同的雜質(zhì)，可以得到N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。2．采用一定的工藝，使P型和N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起，就形成了PN結(jié)。PN結(jié)的基本特點是單向?qū)щ姟?．二極管是由一個PN結(jié)構(gòu)成的。半導(dǎo)體器件(二極管)部分內(nèi)容小結(jié)二極管的分析模型：理想二極管模型、特性曲線折線近似（導(dǎo)通電阻不為0）、恒壓源模型（導(dǎo)通電阻為0）第46頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五例1：二極管構(gòu)成的限幅電路如圖所示，R＝1kΩ，UREF=2V，輸入信號為ui。(1)若ui為4V的直流信號，分別采用理想二極管模型、恒壓源模型計算電流I和輸出電壓uo解：（1）采用理想模型分析。

采用恒壓源模型分析。例題第47頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五（2）如果ui為幅度±4V的交流三角波，波形如圖所示，分別采用理想二極管模型和恒壓源模型分析電路并畫出相應(yīng)的輸出電壓波形。解：①采用理想二極管模型分析。波形如右所示。0-4V4Vuit2V2Vuot第48頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五02.7Vuot0-4V4Vuit2.7V

②采用恒壓源模型分析，波形如右所示。第49頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五例2:在下圖中,試求以下幾種情況的端電壓VY及各元件流過的電流:(1)UA=10V,UB=0V;解:忽略二極管的導(dǎo)通壓降：(1)二極管ＤＡ優(yōu)先導(dǎo)通，則ＤＢ反向偏置，截止，UAUB1KΩ1KΩR9kΩＤＢＤA第50頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五(2)UA=6V,UB=5.8V;設(shè)兩管均導(dǎo)通，應(yīng)用結(jié)點電流法可得：UAUB1KΩ1KΩR9kΩＤＢＤA可見DB管也確能導(dǎo)通.第51頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五例3：兩個穩(wěn)壓管,穩(wěn)定電壓分別為5.5V和8.5V,正向?qū)▔航刀际?.5V,如果要得到0.5V、3V、6V、9V和14V應(yīng)如何連接?解:電路如下列所示，分別可以得到題意要求的穩(wěn)壓值：第52頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五例3：兩個穩(wěn)壓管,穩(wěn)定電壓分別為5.5V和8.5V,正向?qū)▔航刀际?.5V,如果要得到0.5V、3V、6V、9V和14V應(yīng)如何連接?解:電路如下列所示，分別可以得到題意要求的穩(wěn)壓值：R+-UiDz10.5V+-RRDZ1Dz2Ui-3V+--+-UiRDz1Dz2+6V-+Ui-RDz1Dz2+9V-+Ui-R+14v-第53頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五二極管模型：理想二極管、理想二極管串聯(lián)電壓源（恒壓降）、折線模型、恒壓降串聯(lián)電阻（考慮壓降的折線模型）、用數(shù)字公式近似描述的二極管伏安特性：舉例：P.27.1.8第54頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五本次課內(nèi)容二極管的結(jié)構(gòu)和伏安特性二極管的主要參數(shù)。二極管單向?qū)щ娦允〉膱龊霞霸?。二極管的幾種分析模型。特殊二極管二極管應(yīng)用舉例。第55頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五作業(yè)：P.15.1.3.11.3.2P.17.1.4.1P.25.1.11.3第56頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五

上次課內(nèi)容：1、二極管的結(jié)構(gòu)和伏安特性2、二極管的主要參數(shù)及二極管單向?qū)щ娦允〉膱龊霞霸颉?、特殊二極管。4、二極管分析模型及應(yīng)用舉例。第57頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五用萬用表檢測二極管的好壞及極性萬用表歐姆檔，黑表筆對應(yīng)于表內(nèi)電池的正極，而紅表筆對應(yīng)于表內(nèi)電池的負極。二極管正偏時導(dǎo)通，呈現(xiàn)的電阻阻值較小。二極管反偏時截止，呈現(xiàn)的電阻阻值較大。第58頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五1-4-1基本結(jié)構(gòu)--BECNNP基極發(fā)射極集電極NPN型PNP集電極基極發(fā)射極BCEPNP型

1-4半導(dǎo)體三極管第59頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五BECNNP基極發(fā)射極集電極基區(qū)：較薄，摻雜濃度低集電結(jié)：面積較大發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高BECNNP基極發(fā)射極集電極發(fā)射結(jié)集電結(jié)第60頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五BECIBIEICNPN型三極管BECIBIEICPNP型三極管符號三極管的結(jié)構(gòu)特點：基區(qū)特別薄，發(fā)射區(qū)摻雜濃度特別高，集電結(jié)面積特別大。第61頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五一、實驗測試方法ICmAAVVUCEUBERBIBECEB1-4-2電流分配和放大原理第62頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五結(jié)論:1.IE=IC+IB3.IB=0時,IC=ICEO（穿透電流）4.要使晶體三極管處于放大狀態(tài),發(fā)射結(jié)必須正偏,集電結(jié)必須反偏。第63頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五二.電流放大原理*BECNNPEBRBECIE基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴散可忽略。IBE進入基區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成復(fù)合電流IBE

，多數(shù)擴散到集電結(jié)。發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴散，形成發(fā)射極電流IE。第64頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五BECNNPEBRBECIE集電結(jié)反偏，集電區(qū)少子漂移形成的反向電流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBOICEIBEICE從發(fā)射區(qū)擴散來的電子作為基區(qū)的少子，漂移進入集電結(jié)而被收集，形成ICE。第65頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五IB=IBE-ICBOIBEIBBECNNPEBRBECIEICBOICEIC=ICE+ICBO

ICEIBE第66頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五ICE與IBE之比稱為電流放大倍數(shù)無數(shù)次試驗發(fā)現(xiàn)：漂移到集電區(qū)的電子數(shù)（或其變化量）與在基區(qū)復(fù)合的電子數(shù)（或其變化量）總成比例，即ICE與IBE之比為一常數(shù)，稱作電流放大倍數(shù)。第67頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五一.輸入特性UCE1VIB(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，硅管約0.5V，鍺管約0.1V。1-4-3特性曲線第68頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五二、輸出特性IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域滿足IC=IB，稱為線性區(qū)（放大區(qū)）。當(dāng)VCE大于一定的數(shù)值時，IC只與IB有關(guān)：IC=IB。第69頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五IC(mA)1234VCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域中VCEVBE,集電結(jié)正偏，集電極電流不再受基極電流的控制，VCE0.3V，稱為飽和區(qū)。第70頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域中:IB=0,IC=ICEO,VBE<死區(qū)電壓，稱為截止區(qū)。第71頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五輸出特性三個區(qū)域的特點:放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。

IC=IB,且IC

=

IB(2)飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。即：VCEVBE

，

IB>IC，VCE0.3V

(3)截止區(qū)：

VBE<死區(qū)電壓，IB=0，IC=ICEO

0

注意：結(jié)------PN結(jié)；極------電極；集------收集?。。〉?2頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五1-4-4主要參數(shù)三極管發(fā)射極是輸入輸出的公共點，為共射接法，相應(yīng)地還有共基、共集接法。共射直流電流放大倍數(shù)：工作于動態(tài)的三極管，真正的信號是疊加在直流上的交流信號。基極電流的變化量為IB，相應(yīng)的集電極電流變化為IC，則交流電流放大倍數(shù)為：1.電流放大倍數(shù)和

第73頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五例：UCE=6V的前提下：IB=40A,IC=1.5mA，IB=60A時IC=2.3mA，則因為直流電流放大倍數(shù)與交流電流放大倍數(shù)非常接近，一般作近似處理：=第74頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五2.集-基極反向截止電流ICBOAICBOICBO是集電結(jié)反偏時，由少子的漂移形成的反向電流，受溫度的變化影響較大。第75頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五BECNNPICBOICEO=

IBE+ICBO

=（1+）ICBO

IBEIBEICBO進入N區(qū)，形成IBE。根據(jù)放大關(guān)系，由于IBE的存在，必有電流IBE。集電結(jié)反偏有ICBO3.穿透電流ICEOICEO受溫度影響很大，當(dāng)溫度上升時，ICEO增加很快，所以IC也相應(yīng)增加。三極管的溫度特性較差。第76頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五4.集電極最大電流ICM集電極電流IC上升會導(dǎo)致三極管的值下降，當(dāng)值下降到正常值的三分之二時的集電極電流即為ICM。5.集-射極反向擊穿電壓當(dāng)集---射極之間的電壓VCE超過一定的數(shù)值時，三極管就會被擊穿。手冊上給出的數(shù)值是25C、基極開路時的擊穿電壓V(BR)CEO。第77頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五6.集電極最大允許耗散功率PCM集電極電流IC流過三極管，所發(fā)生的功率為：PC=ICUCE必定導(dǎo)致結(jié)溫上升，所以PC

有限制。PCPCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)第78頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五1.三極管工作時，有兩種載流子參與導(dǎo)電，稱為雙極型晶體管。2.三極管是一種電流控制型的器件，改變基極電流就可以控制集電極電流。3.三極管的特性可用輸入特性曲線和輸出特性曲線來描述。4.三極管有三個工作區(qū)：飽和區(qū)、放大區(qū)和截止區(qū)。半導(dǎo)體器件(三極管)部分內(nèi)容小結(jié)第79頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五例：有兩個晶體管分別接在放大電路中,測得它們的管腳電位如下表所示:試判斷管子類型。解：因為三極管處于放大狀態(tài)，所以第80頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五1-4-5三極管的測試與應(yīng)用第81頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五三極管的結(jié)構(gòu)、分類三極管的電流分配、電流放大作用三極管的三種工作狀態(tài)及各自特點三極管的伏安特性、主要參數(shù)及安全工作區(qū)域本次課內(nèi)容用萬用表檢測二極管的好壞與極性第82頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五作業(yè)：P.24.1.5.3P.27.1.111.14P.35.2.1.42.1.62.1.7第83頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五用萬用表檢測二極管的好壞及極性萬用表歐姆檔，黑表筆對應(yīng)于表內(nèi)電池的正極，而紅表筆對應(yīng)于表內(nèi)電池的負極。二極管正偏時導(dǎo)通，呈現(xiàn)的電阻阻值較小。二極管反偏時截止，呈現(xiàn)的電阻阻值較大。第84頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五上次課內(nèi)容三極管的結(jié)構(gòu)及分類三極管的電流分配及電流放大作用三極管的三種工作狀態(tài)及各自特點三極管的主要參數(shù)及安全工作區(qū)域第85頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五舉例說明三極管工作狀態(tài)的特點P.63.2.12.3第86頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五場效應(yīng)管是電壓控制元件,只有多子參與導(dǎo)電，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好。1-5場效應(yīng)管----單極型晶體管*三極管是電流控制元件，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子(熱穩(wěn)定性較差)都參與運行，所以被稱為雙極型器件。增強型耗盡型N溝道P溝道N溝道P溝道N溝道P溝道場效應(yīng)管

絕緣柵場效應(yīng)管結(jié)型場效應(yīng)管第87頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五1-5-1絕緣柵場效應(yīng)管（MOS管）一、結(jié)構(gòu)和電路符號PNNGSDP型基底兩個N區(qū)SiO2絕緣層導(dǎo)電溝道金屬鋁GSDN溝道增強型第88頁，共100頁，2023年，2月20日，星期五N溝道耗盡型PNNGSD預(yù)埋了導(dǎo)電溝