第十四章-半導(dǎo)體器件

1、下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄14.1 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄共價(jià)健共價(jià)健價(jià)電子價(jià)電子下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄價(jià)電子價(jià)電子空穴空穴下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄p+多余多余電子電子磷原子磷原子在常溫下即可變?cè)诔叵录纯勺優(yōu)樽杂呻娮訛樽杂呻娮邮ヒ粋€(gè)失去一個(gè)電

2、子變?yōu)殡娮幼優(yōu)檎x子正離子下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄B硼原子硼原子空穴空穴下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)濃度差濃度差空間電荷區(qū)也稱空間電荷區(qū)也稱 PN 結(jié)結(jié) +形成空間電荷區(qū)形成空間電荷區(qū) 擴(kuò)散的結(jié)果使空擴(kuò)散的結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬。間電荷區(qū)變寬。下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄 P接正、接正、N接負(fù)接負(fù) PN 結(jié)變窄結(jié)變窄外電場(chǎng)外電場(chǎng)IF內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)PN+下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄+下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄

3、IR+下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄跳轉(zhuǎn)跳轉(zhuǎn)下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄反向擊穿反向擊穿電壓電壓U(BR)反向特性反向特性PN+PN+下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄 檢波檢波就是將低頻信號(hào)從已調(diào)制信號(hào)就是將低頻信號(hào)從已調(diào)制信號(hào)(高頻信號(hào)高頻信號(hào))中中取出。電路及信號(hào)波形如圖所示。取出。電路及信號(hào)波形如圖所示。a 在電視、廣

4、播及通信中，為使圖像、聲音能遠(yuǎn)距在電視、廣播及通信中，為使圖像、聲音能遠(yuǎn)距離傳送，需要將這一低頻電信號(hào)馱載在高頻信號(hào)上，離傳送，需要將這一低頻電信號(hào)馱載在高頻信號(hào)上，這個(gè)過程叫調(diào)制。這個(gè)過程叫調(diào)制。下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄 檢波檢波就是將低頻信號(hào)從已調(diào)制信號(hào)就是將低頻信號(hào)從已調(diào)制信號(hào)(高頻信號(hào)高頻信號(hào))中中取出。電路及信號(hào)波形如圖所示。取出。電路及信號(hào)波形如圖所示。 輸入輸入信號(hào)為已調(diào)制信號(hào)，由電視機(jī)、收音機(jī)接收后，信號(hào)為已調(diào)制信號(hào)，由電視機(jī)、收音機(jī)接收后，由檢波二極管由檢波二極管 D 將已調(diào)制信號(hào)的負(fù)半周去掉，然后利將已調(diào)制信號(hào)的負(fù)半周去掉，然后利用電容將高頻信號(hào)

5、濾去用電容將高頻信號(hào)濾去, 留下低頻信號(hào)留下低頻信號(hào), 再經(jīng)放大電路再經(jīng)放大電路放大，送給負(fù)載顯像管或揚(yáng)聲器，還原成圖像或聲音。放大，送給負(fù)載顯像管或揚(yáng)聲器，還原成圖像或聲音。下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄定性分析：定性分析：判斷二極管的工作狀態(tài)判斷二極管的工作狀態(tài)導(dǎo)通導(dǎo)通截止截止設(shè)二極管是理想的，設(shè)二極管是理想的，下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄例例1：下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄例例2:mA43122D I下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄V sin18i

6、tu 下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄UZIZIZM UZ IZO + 穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓UZ下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄ZZZ IUr 下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄EBRB下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄晶體管電流放大的實(shí)驗(yàn)電路晶體管電流放大的實(shí)驗(yàn)電路

7、 下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄符合基爾霍夫定律符合基爾霍夫定律下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄IEIBEICEICBO下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄ICIBBCCBOBCBOCBECEIIIIIIII CEOBCBOBC)(1 IIIII BC CEO III ，有有忽忽略略BECNNPEBRBECIEIBEICEICBO下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄 即晶體管各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，是晶即晶體管各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，是晶體管內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部

8、表現(xiàn)，反映了晶體管的體管內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能性能, ,是分析放大電路的依據(jù)。是分析放大電路的依據(jù)。 重點(diǎn)討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線重點(diǎn)討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄常常數(shù)數(shù) CE)(BEBUUfI3DG100晶體管的晶體管的輸入特性曲線輸入特性曲線下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄常常數(shù)數(shù) B)(CECIUfI 共發(fā)射極電路共發(fā)射極電路3DG100晶體管的輸出特性曲線晶體管的輸出特性曲線 在不同的在

9、不同的 IB下，可得出不同的曲線，所以晶體管下，可得出不同的曲線，所以晶體管的的輸出特性曲線輸出特性曲線是一組曲線。是一組曲線。下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄常常數(shù)數(shù) B)(CECIUfI 晶體管有三種工作狀態(tài)，因而晶體管有三種工作狀態(tài)，因而輸出特性曲線輸出特性曲線分為分為三個(gè)工作區(qū)三個(gè)工作區(qū)3DG100晶體管的輸出特性曲線晶體管的輸出特性曲線對(duì)對(duì) NPN 型管：型管： UBE 約為約為 0.7V左右，左右， UCE UBE。2.31.5下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄IB = 0 的曲線以下的區(qū)域稱為截止區(qū)。的曲線以下的區(qū)域稱為截止區(qū)。IB = 0

10、時(shí)時(shí), IC = ICEO( (很小很小) ) 若忽略若忽略ICEO： IC 0, UCE UCC對(duì)于硅管對(duì)于硅管, ICEO 0 ICIB+UCE UBC 0+(b)截止截止IC 0 IB = 0+ UCE UCC UBC 0 IB+ UCE 0 UBC 0+CCCCRUI 當(dāng)晶體管飽和時(shí)，當(dāng)晶體管飽和時(shí)，UCE 0，發(fā)射極與集電極之，發(fā)射極與集電極之間如同一個(gè)開關(guān)的接通，其間電阻很??；當(dāng)晶體管間如同一個(gè)開關(guān)的接通，其間電阻很??；當(dāng)晶體管截止時(shí)，截止時(shí)，IC 0 ，發(fā)射極與集電極之間如同一個(gè)開關(guān)，發(fā)射極與集電極之間如同一個(gè)開關(guān)的斷開，其間電阻很大，可見，的斷開，其間電阻很大，可見，晶體管除了

11、有放大晶體管除了有放大作用外，還有開關(guān)作用。作用外，還有開關(guān)作用。下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄 0 0.1 0.5 0.1 0.6 0.7 0.2 0.3 0.3 0.1 0.7 0.3硅管硅管( (NPN) )鍺管鍺管( (PNP) ) 可靠截止可靠截止開始截止開始截止 UBE/V UBE/VUCE/V UBE/V 截截 止止 放大放大 飽和飽和 工工 作作 狀狀 態(tài)態(tài) 管管 型型晶體管結(jié)電壓的典型值晶體管結(jié)電壓的典型值下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄 例例1: 在下圖電路中，在下圖電路中，UCC = 6V，RC = 3k ，RB = 10k ,

12、= 25，當(dāng)輸入電壓，當(dāng)輸入電壓 Ui 分別為分別為 3V，1V和和 1V時(shí)，試問晶時(shí)，試問晶體管處于何種工作狀態(tài)？體管處于何種工作狀態(tài)？ 解解:Am2A10363 CCCCRUI晶體管飽和時(shí)的集電極電流近似為晶體管飽和時(shí)的集電極電流近似為 Am08. 0mA252 CBII晶體管剛飽和時(shí)的基極電流為晶體管剛飽和時(shí)的基極電流為 (1) 當(dāng)當(dāng)Ui= 3V時(shí)，時(shí)， B3BBEiBAm23. 0A10107 . 03IRUUI 晶體管已處于深度飽和狀態(tài)。晶體管已處于深度飽和狀態(tài)。 下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄例例1: 在下圖電路中，在下圖電路中，UCC = 6V，RC = 3

13、k ， RB = 10k ， = 25，當(dāng)輸入電壓，當(dāng)輸入電壓 Ui 分別為分別為 3V，1V和和 1V時(shí)，試問晶時(shí)，試問晶體管處于何種工作狀態(tài)？體管處于何種工作狀態(tài)？ 解解:Am2A10363CCCC RUI晶體管飽和時(shí)的集電極電流近似為晶體管飽和時(shí)的集電極電流近似為 Am08. 0mA252CB II晶體管剛飽和時(shí)的基極電流為晶體管剛飽和時(shí)的基極電流為 (2) 當(dāng)當(dāng)Ui= 1V時(shí)，時(shí)， B3BBEiBAm03. 0A10107 . 01IRUUI 晶體管處于放大狀態(tài)。晶體管處于放大狀態(tài)。 (3) 當(dāng)當(dāng)Ui= - 1V時(shí)，時(shí)，晶體管可靠截止。晶體管可靠截止。 下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)

14、退出退出章目錄章目錄1. 電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)， 直流電流放大系數(shù)直流電流放大系數(shù)BCII_ BCII 交流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)當(dāng)晶體管接成發(fā)射極電路時(shí)，當(dāng)晶體管接成發(fā)射極電路時(shí)，注意：注意： 和和 的含義不同，但在特性曲線近于平行等的含義不同，但在特性曲線近于平行等距并且距并且ICE0 較小的情況下，兩者數(shù)值接近。較小的情況下，兩者數(shù)值接近。 常用晶體管的常用晶體管的 值在值在20 200之間。之間。 由于晶體管的輸出特性曲線是非線性的，只有由于晶體管的輸出特性曲線是非線性的，只有在特性曲線的近于水平部分，在特性曲線的近于水平部分，IC隨隨IB成正比變化成正比變化, 值才可認(rèn)為是

15、基本恒定的。值才可認(rèn)為是基本恒定的。 表示晶體管特性的數(shù)據(jù)稱為晶體管的參數(shù)，晶體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)。管的參數(shù)也是設(shè)計(jì)電路、選用晶體管的依據(jù)。下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄例：例：在在UCE= 6 V時(shí)，在時(shí)，在 Q1 點(diǎn)點(diǎn) IB = 40 A, IC = 1.5mA； 在在 Q2 點(diǎn)點(diǎn) IB = 60 A, IC = 2.3mA。53704051BC.II 400400605132BC .II 在以后的計(jì)算中，一般作近似處理：在以后的計(jì)算中，一般作近似處理： = = 。 在在 Q1 點(diǎn)，有點(diǎn)，有由由 Q1 和和Q2點(diǎn)，得點(diǎn)，得下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄ICBO AICEOIB= 0+ A+EC下一頁(yè)下一頁(yè)返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)退出退出章目錄章目錄下一頁(yè)下一頁(yè)返