半導(dǎo)體二極管和三極管12985ppt課件

1、 第十四章 半導(dǎo)體二極管和三極管14.1 14.1 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性14.3 14.3 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管14.5 14.5 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管14.4 14.4 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管14.2 PN14.2 PN結(jié)結(jié)14.1 14.1 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性 在物理學(xué)中。根據(jù)材料的導(dǎo)電能力，可以將他們劃分導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體|(Semiconductor) 。 典型的半導(dǎo)體是硅Si和鍺Ge，它們都是4價(jià)元素。sisi硅原子硅原子Ge鍺原子鍺原子Ge+4+4硅和鍺最外層軌道上的硅和鍺最外層軌道上的四個(gè)電子稱為價(jià)電子。四個(gè)電子稱為價(jià)電子。 本征半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)束縛電

2、子束縛電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4在絕對(duì)溫度在絕對(duì)溫度T=0K時(shí)，時(shí)，所有的價(jià)電子都被共價(jià)鍵所有的價(jià)電子都被共價(jià)鍵緊緊束縛在共價(jià)鍵中，不緊緊束縛在共價(jià)鍵中，不會(huì)成為自由電子，因此本會(huì)成為自由電子，因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱，接近絕緣體。，接近絕緣體。一. 本征半導(dǎo)體 本征半導(dǎo)體化學(xué)成分純凈的半導(dǎo)體晶體。制造半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體材料的純度要達(dá)到99.9999999%，常稱為“九個(gè)9”。 這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)，也稱熱激發(fā)。 當(dāng)溫度升高或受到當(dāng)溫度升高或受到光的照射時(shí)，束縛光的照射時(shí)，束縛電子能量增高，有電子能量增高，有的電子可以掙脫原的電子可以掙脫原子核的束縛，而

3、參子核的束縛，而參與導(dǎo)電，成為自由與導(dǎo)電，成為自由電子。電子。自由電子自由電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴 自由電子產(chǎn)生的同時(shí)，在其原來的共價(jià)鍵中就出現(xiàn)了一個(gè)空位，稱為空穴。 可見本征激發(fā)同時(shí)產(chǎn)生電子空穴對(duì)。 外加能量越高溫度越高），產(chǎn)生的電子空穴對(duì)越多。與本征激發(fā)相反的與本征激發(fā)相反的現(xiàn)象現(xiàn)象復(fù)合復(fù)合在一定溫度下，本征激在一定溫度下，本征激發(fā)和復(fù)合同時(shí)進(jìn)行，達(dá)發(fā)和復(fù)合同時(shí)進(jìn)行，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。電子空穴到動(dòng)態(tài)平衡。電子空穴對(duì)的濃度一定。對(duì)的濃度一定。常溫常溫300K時(shí)：時(shí)：電子空穴對(duì)的濃度電子空穴對(duì)的濃度硅：硅：310cm104 . 1鍺：鍺：313cm105 . 2自由電子自由

4、電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴電子空穴對(duì)電子空穴對(duì)自由電子自由電子 帶負(fù)電荷帶負(fù)電荷 電子流電子流+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由電子自由電子E總電流總電流載流子載流子空穴空穴 帶正電荷帶正電荷 空穴流空穴流本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性取決于外加能量：本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性取決于外加能量：溫度變化，導(dǎo)電性變化；光照變化，導(dǎo)電性變化。溫度變化，導(dǎo)電性變化；光照變化，導(dǎo)電性變化。導(dǎo)電機(jī)制導(dǎo)電機(jī)制二二. . 雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量雜質(zhì)元素后的半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。1. N1. N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)雜質(zhì)元素，例如磷，砷等，稱為N型半導(dǎo)體。 N

5、型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體多余電子多余電子磷原子磷原子硅原子硅原子+4+4+4+4+4+4+4+4+5多數(shù)載流子多數(shù)載流子自由電子自由電子少數(shù)載流子少數(shù)載流子 空穴空穴+N型半導(dǎo)體施主離子施主離子自由電子自由電子電子空穴對(duì)電子空穴對(duì) 在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)雜質(zhì)元素，如硼、鎵等。在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)雜質(zhì)元素，如硼、鎵等?？昭昭ㄅ鹪优鹪庸柙庸柙?4+4+4+4+4+4+3+4+4多數(shù)載流子多數(shù)載流子 空穴空穴少數(shù)載流子少數(shù)載流子自由電子自由電子P型半導(dǎo)體受主離子受主離子空穴空穴電子空穴對(duì)電子空穴對(duì)2. P2. P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意圖雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意圖+N型半導(dǎo)體多子多子電子電子少子

6、少子空穴空穴P型半導(dǎo)體多子多子空穴空穴少子少子電子電子少子濃度少子濃度與溫度有關(guān)與溫度有關(guān)多子濃度多子濃度與溫度無關(guān)與溫度無關(guān)內(nèi)電場(chǎng)E因多子濃度差因多子濃度差形成內(nèi)電場(chǎng)形成內(nèi)電場(chǎng)多子的擴(kuò)散多子的擴(kuò)散 空間電荷區(qū)空間電荷區(qū) 阻止多子擴(kuò)散，促使少子漂移。阻止多子擴(kuò)散，促使少子漂移。PNPN結(jié)合結(jié)合+P型半導(dǎo)體+N型半導(dǎo)體+空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)多子擴(kuò)散電流多子擴(kuò)散電流少子漂移電流少子漂移電流耗盡層耗盡層14.2 PN14.2 PN結(jié)結(jié) 1 . PN結(jié)的形成 動(dòng)畫演示少子飄移少子飄移補(bǔ)充耗盡層失去的多子，耗盡層窄，補(bǔ)充耗盡層失去的多子，耗盡層窄，E多子擴(kuò)散多子擴(kuò)散 又失去多子，耗盡層寬，又失去多子，耗

7、盡層寬，EP型半導(dǎo)體+N型半導(dǎo)體+內(nèi)電場(chǎng)E多子擴(kuò)散電流多子擴(kuò)散電流少子漂移電流少子漂移電流耗盡層耗盡層動(dòng)態(tài)平衡：動(dòng)態(tài)平衡： 擴(kuò)散電流擴(kuò)散電流 漂移電流漂移電流總電流總電流0勢(shì)壘勢(shì)壘 UO硅硅 0.5V鍺鍺 0.1V2. PN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦?1) 加正向電壓正偏）加正向電壓正偏）電源正極接電源正極接P區(qū)，負(fù)極接區(qū)，負(fù)極接N區(qū)區(qū) 外電場(chǎng)的方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相反。外電場(chǎng)的方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相反。 外電場(chǎng)削弱內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)削弱內(nèi)電場(chǎng)耗盡層變窄耗盡層變窄 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)多子擴(kuò)散形成正向電流多子擴(kuò)散形成正向電流I F+P型半導(dǎo)體+N型半導(dǎo)體+WER空間電荷區(qū)內(nèi)電場(chǎng)E正向電流正向電

8、流 (2) 加反向電壓加反向電壓電源正極接電源正極接N區(qū)，負(fù)極接區(qū)，負(fù)極接P區(qū)區(qū) 外電場(chǎng)的方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相同。外電場(chǎng)的方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相同。 外電場(chǎng)加強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)加強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng)耗盡層變寬耗盡層變寬 漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)少子漂移形成反向電流少子漂移形成反向電流I R+內(nèi)電場(chǎng)+E+EW+空 間 電 荷 區(qū)+R+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I(xiàn)R與溫度有關(guān)。 PN結(jié)加正向電壓時(shí)，具有較大的正向結(jié)加正向電壓時(shí)，具有較大的正向擴(kuò)散電流，呈現(xiàn)低電阻，擴(kuò)散電流，呈現(xiàn)低電阻， PN結(jié)導(dǎo)通；結(jié)導(dǎo)通； PN結(jié)加反向

9、電壓時(shí)，具有很小的反向結(jié)加反向電壓時(shí)，具有很小的反向漂移電流，呈現(xiàn)高電阻，漂移電流，呈現(xiàn)高電阻， PN結(jié)截止。結(jié)截止。 由此可以得出結(jié)論：由此可以得出結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)ЫY(jié)具有單向?qū)щ娦浴ｋ娦浴?. PN結(jié)的伏安特性曲線及表達(dá)式結(jié)的伏安特性曲線及表達(dá)式 根據(jù)理論推導(dǎo)，PN結(jié)的伏安特性曲線如圖正偏正偏I(xiàn)F多子擴(kuò)散多子擴(kuò)散）IR少子漂移）少子漂移）反偏反偏反向飽和電流反向飽和電流反向擊穿電壓反向擊穿電壓反向擊穿反向擊穿熱擊穿熱擊穿燒壞燒壞PN結(jié)結(jié)電擊穿電擊穿可逆可逆14.3 14.3 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管 二極管二極管 = PN結(jié)結(jié) + 管殼管殼 + 引線引線NP構(gòu)造構(gòu)造符號(hào)符號(hào)陽(yáng)極陽(yáng)極+陰

10、極陰極- 二極管按結(jié)構(gòu)分三大類：二極管按結(jié)構(gòu)分三大類：(1) 點(diǎn)接觸型二極管點(diǎn)接觸型二極管 PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。N型 鍺正 極 引 線負(fù) 極 引 線外 殼金 屬 觸 絲(3) 平面型二極管平面型二極管 用于集成電路制造工藝中。PN 結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。(2) 面接觸型二極管面接觸型二極管 PN結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。SiO2正 極 引 線負(fù) 極 引 線N型 硅P型 硅負(fù) 極 引 線正 極 引 線N型 硅P型 硅鋁 合 金 小 球底 座半導(dǎo)體二極管的型號(hào)半導(dǎo)體二極管的型號(hào)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：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)

11、的命名舉例如下：2AP9用數(shù)字代表同類器件的不同規(guī)格。用數(shù)字代表同類器件的不同規(guī)格。代表器件的類型，代表器件的類型，P為普通管，為普通管，Z為整流管，為整流管，K為開關(guān)管。為開關(guān)管。代表器件的材料，代表器件的材料，A為為N型型Ge，B為為P型型Ge， C為為N型型Si， D為為P型型Si。2代表二極管，代表二極管，3代表三極管。代表三極管。 一 、半導(dǎo)體二極管的VA特性曲線 硅：0.5 V 鍺： 0.1 V(1) 正向特性正向特性導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降反向飽和電流反向飽和電流(2) 反向特性反向特性死區(qū)死區(qū)電壓電壓iu0擊穿電壓擊穿電壓UBRUBR實(shí)驗(yàn)曲線實(shí)驗(yàn)曲線uEiVmAuEiVuA鍺鍺 硅：硅

12、：0.7 V 鍺：鍺：0.3V例：例：IR10VE1kTS(e1)DvVDiI D非線性器件非線性器件iu0iuRLC線性器件線性器件uRi 二二. . 二極管基本電路及其分析方法二極管基本電路及其分析方法圖解法圖解法:UD=VE-IR二極管的模型二極管的模型iuDU+-uiDUDU串聯(lián)電壓源模型串聯(lián)電壓源模型DUu DUu U D 二極管的導(dǎo)通壓降。硅管二極管的導(dǎo)通壓降。硅管 0.7V；鍺管；鍺管 0.3V。理想二極管模型理想二極管模型ui正偏正偏反偏反偏-+iu導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降二極管的二極管的VA特性特性-+iuiu0二極管的近似分析計(jì)算二極管的近似分析計(jì)算IR10VE1kIR10VE1k

13、例：例：串聯(lián)電壓源模型串聯(lián)電壓源模型mA3 . 9K1V)7 . 010(I測(cè)量值測(cè)量值 9.32mA相對(duì)誤差相對(duì)誤差00002 . 010032. 99.332. 9理想二極管模型理想二極管模型RI10VE1kmA10K1V10I相對(duì)誤差相對(duì)誤差0000710032. 932. 9100.7V利用二極管的單向?qū)щ娦?，可?shí)現(xiàn)整流、限幅、鉗位、檢波、利用二極管的單向?qū)щ娦?，可?shí)現(xiàn)整流、限幅、鉗位、檢波、維護(hù)、開關(guān)等。維護(hù)、開關(guān)等。1.1.整流電路整流電路 整流電路是利用二極管的單向?qū)щ娮饔?，將交流電變成直整流電路是利用二極管的單向?qū)щ娮饔?，將交流電變成直流電的電路。流電的電路?三三. 二極管的

14、應(yīng)用二極管的應(yīng)用 限幅電路是限制輸出信號(hào)幅度的電路。2.限幅電路限幅電路鉗位電路是使輸鉗位電路是使輸出電位鉗制在某一數(shù)出電位鉗制在某一數(shù)值上保持不變的電路。值上保持不變的電路。設(shè)二極管為理想元件，設(shè)二極管為理想元件，當(dāng)輸入當(dāng)輸入U(xiǎn)AUAUBUB3V3V時(shí)，二極管時(shí)，二極管V1V1，V2V2正偏導(dǎo)通，輸出正偏導(dǎo)通，輸出被鉗制在被鉗制在UAUA和和UBUB上，即上，即UFUF3V3V；當(dāng)當(dāng)UAUA0V0V，UBUB3V3V，則，則V1V1導(dǎo)通，輸出被鉗制在導(dǎo)通，輸出被鉗制在UFUFUAUA0V0V，V2V2反偏截止。反偏截止。3.鉗位電路鉗位電路舉例：二極管構(gòu)成的限幅電路如圖所示，舉例：二極管構(gòu)成

15、的限幅電路如圖所示，R1k，UREF=2V，輸入信號(hào)為，輸入信號(hào)為ui。 (1)假設(shè)假設(shè) ui為為4V的直流信號(hào)，分別采用理想二極管模型的直流信號(hào)，分別采用理想二極管模型、理想二極管串聯(lián)電壓源模型計(jì)算電流、理想二極管串聯(lián)電壓源模型計(jì)算電流I和輸出電壓和輸出電壓uo+-+UIuREFRiuO解：（解：（1采用理想模型分析。采用理想模型分析。 采用理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析。采用理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析。mA2k12VV4REFiRUuIV2REFoUumA31k1V702VV4DREFi.RUUuI2.7V0.7VV2DREFoUUu（2如果如果ui為幅度為幅度4V的交流三角波，波形如圖的

16、交流三角波，波形如圖b所所示，分別采用理想二極管模型和理想二極管串聯(lián)電壓源模示，分別采用理想二極管模型和理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析電路并畫出相應(yīng)的輸出電壓波形。型分析電路并畫出相應(yīng)的輸出電壓波形。+-+UIuREFRiuO解：采用理想二極管解：采用理想二極管模型分析。波形如圖所示。模型分析。波形如圖所示。0-4V4Vuit2V2Vuot02.7Vuot0-4V4Vuit2.7V 采用理想二極管串聯(lián)采用理想二極管串聯(lián)電壓源模型分析，波形電壓源模型分析，波形如圖所示。如圖所示。+-+UIuREFRiuO寫出圖所示各電路的輸出電壓值，設(shè)二極寫出圖所示各電路的輸出電壓值，設(shè)二極管導(dǎo)通電壓管導(dǎo)通電壓U

17、D0.7V例試判斷圖中二極管是導(dǎo)通還是截止？并求出例試判斷圖中二極管是導(dǎo)通還是截止？并求出AOAO兩端電壓兩端電壓A0A0。設(shè)二極管為理想的。設(shè)二極管為理想的。解： 分析方法 ：（1將D1、D2從電路中斷開，分別出D1、D2兩端的電壓；（2根據(jù)二極管的單向?qū)щ娦?，二極管承受正向電壓則導(dǎo)通，反之則截止。若兩管都承受正向電壓，則正向電壓大的管子優(yōu)先導(dǎo)通，然后再按以上方法分析其它管子的工作情況。本題中：本題中：12=12V12=12V，34=12+4=16V34=12+4=16V，所以，所以D2D2優(yōu)先導(dǎo)通，優(yōu)先導(dǎo)通，此時(shí)，此時(shí)，12=-4V12=-4V，所以，所以D1D1管子截止。管子截止。A0

18、= -4VA0 = -4V。四四. 二極管的主要參數(shù)二極管的主要參數(shù) (1) 最大整流電流IF二極管長(zhǎng)期連續(xù)工二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)，允許通過二作時(shí)，允許通過二極管的最大整流極管的最大整流電流的平均值。電流的平均值。(2) 反向擊穿電壓反向擊穿電壓UBR 二極管反向電流急劇增加時(shí)對(duì)應(yīng)的反向電壓值稱為反向擊穿電壓UBR。 (3) 反向電流IR 在室溫下，在規(guī)定的反向電壓下的反向電流值。硅二極管的反向電流一般在納安(nA)級(jí)；鍺二極管在微安(A)級(jí)。當(dāng)穩(wěn)壓二極管工作在當(dāng)穩(wěn)壓二極管工作在反向擊穿狀態(tài)下反向擊穿狀態(tài)下,工作工作電流電流IZ在在Izmax和和Izmin之間變化時(shí)之間變化時(shí),其其兩端電壓近似

19、為常數(shù)兩端電壓近似為常數(shù)穩(wěn)定穩(wěn)定電壓電壓14.4 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管 穩(wěn)壓二極管是應(yīng)用在反向擊穿區(qū)的特殊二極管iuUZIUIzminIzmax正向同正向同二極管二極管反偏電壓反偏電壓UZ 反向擊穿反向擊穿UZ限流電阻限流電阻+-DZ 穩(wěn)壓二極管的主要 參數(shù) (1) 穩(wěn)定電壓UZ (2) 動(dòng)態(tài)電阻動(dòng)態(tài)電阻rZ 在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流IZ下，所對(duì)應(yīng)的反向工作電壓。 rZ =U /I rZ愈小，反映穩(wěn)壓管的擊穿特性愈陡。 (3) 最小穩(wěn)定工作 電流IZmin 保證穩(wěn)壓管擊穿所對(duì)應(yīng)的電流，若IZIZmin則不能穩(wěn)壓。 (4) 最大穩(wěn)定工作電流IZmax 超過Izmax穩(wěn)壓管會(huì)因功耗過大而燒壞。i

20、uUZIUIzminIzmax穩(wěn)壓極管的近似分析計(jì)算穩(wěn)壓極管的近似分析計(jì)算IR10VE1k例：例：(107)V3mA1KI7VIR10VE1k例例:ui為幅度為幅度14V的交流三角波，波形如圖所示，串聯(lián)穩(wěn)的交流三角波，波形如圖所示，串聯(lián)穩(wěn)壓管，穩(wěn)壓電壓壓管，穩(wěn)壓電壓7V，導(dǎo)通電壓，導(dǎo)通電壓0.7V，分析電路并畫出相應(yīng)，分析電路并畫出相應(yīng)的輸出電壓波形。的輸出電壓波形。-0.7V-14V 14Vuit7V7Vuot+-+UIuREFRiuO-0.7V例兩個(gè)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值Z1=5V，Z2=7V，它們的正向?qū)▔航稻鶠?.6V，電路在以下二種接法時(shí)。 R1 1KR2 1KDz1 9VDz2 4VUo

21、Ui=12V+-14.5 半導(dǎo)體三極管 半導(dǎo)體三極管，也叫晶體三極管。由半導(dǎo)體三極管，也叫晶體三極管。由于工作時(shí)，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子都于工作時(shí)，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子都參與運(yùn)行，因此，還被稱為雙極型晶體參與運(yùn)行，因此，還被稱為雙極型晶體管管Bipolar Junction Transistor,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱BJT）。）。 BJT是由兩個(gè)是由兩個(gè)PN結(jié)組成的。結(jié)組成的。一一.BJT.BJT的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)NPN型PNP型符號(hào)符號(hào):-bce-ebc 三極管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)三極管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):（1發(fā)射區(qū)的摻雜濃度集電區(qū)摻雜濃度。發(fā)射區(qū)的摻雜濃度集電區(qū)摻雜濃度。（2基區(qū)要制造得很薄且濃度很低?；鶇^(qū)要制造得很薄且濃

22、度很低。-NNP發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射結(jié) 集電結(jié)ecb發(fā)射極集電極基極-PPN發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射結(jié) 集電結(jié)ecb發(fā)射極集電極基極二二 BJT的內(nèi)部工作原理的內(nèi)部工作原理NPN管）管） 三極管在工作時(shí)要加上三極管在工作時(shí)要加上適當(dāng)?shù)闹绷髌秒妷?。適當(dāng)?shù)闹绷髌秒妷?。若在放大工作狀態(tài)：若在放大工作狀態(tài)：發(fā)射結(jié)正偏：發(fā)射結(jié)正偏：+UCE UBEUCB集電結(jié)反偏：集電結(jié)反偏：由由VBB保證保證由由VCC、 VBB保保證證UCB=UCE - UBE 0NNPBBVCCVRbRCebc共發(fā)射極接法共發(fā)射極接法c區(qū)區(qū)b區(qū)區(qū)e區(qū)區(qū) （1因?yàn)榘l(fā)射結(jié)正偏，所因?yàn)榘l(fā)射結(jié)正偏，所以發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子以發(fā)射區(qū)向基區(qū)注

23、入電子 ，形成了擴(kuò)散電流形成了擴(kuò)散電流IEN 。同時(shí)。同時(shí)從基區(qū)向發(fā)射區(qū)也有空穴的從基區(qū)向發(fā)射區(qū)也有空穴的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，形成的電流為擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，形成的電流為IEP。但其數(shù)量小，可忽略。但其數(shù)量小，可忽略。 所所以發(fā)射極電流以發(fā)射極電流I E I EN 。 （2發(fā)射區(qū)的電子發(fā)射區(qū)的電子注入基區(qū)后，變成了注入基區(qū)后，變成了少數(shù)載流子。少部分少數(shù)載流子。少部分遇到的空穴復(fù)合掉，遇到的空穴復(fù)合掉，形成形成IBN。所以基極電。所以基極電流流I B I BN 。大部分。大部分到達(dá)了集電區(qū)的邊緣到達(dá)了集電區(qū)的邊緣。1BJT內(nèi)部的載流子傳輸過程內(nèi)部的載流子傳輸過程N(yùn)NPBBVCCVRbRCebcIENEPIIEBI

24、（3因?yàn)榧娊Y(jié)反因?yàn)榧娊Y(jié)反偏，收集擴(kuò)散到集電偏，收集擴(kuò)散到集電區(qū)邊緣的電子，形成區(qū)邊緣的電子，形成ICN 。NNPBBVCCVRbRCebcIENEPIIEBICNICICBOI 另外，集電結(jié)區(qū)的另外，集電結(jié)區(qū)的少子形成漂移電流少子形成漂移電流ICBO。2電流分配關(guān)系電流分配關(guān)系三個(gè)電極上的電流關(guān)系三個(gè)電極上的電流關(guān)系:NNPBBVCCVRbRCebcIENEPIIEBICNICICBOIBCEIIIBCEOBCIIII (1)EBII三三. BJT. BJT的特性曲線共發(fā)射極接法）的特性曲線共發(fā)射極接法）(1) (1) 輸入特性曲線輸入特性曲線 iB=f(uBE) iB=f(uBE) uC

25、E=constuCE=const+i-uBE+-uBTCE+Ci（1uCE=0V時(shí)，相當(dāng)于兩個(gè)時(shí)，相當(dāng)于兩個(gè)PN結(jié)并聯(lián)。結(jié)并聯(lián)。0.40.2i(V)(uA)BE80400.80.6Bu=0VuCE 1VCEu（3uCE 1V再增加時(shí)，曲線右移很不明顯。再增加時(shí)，曲線右移很不明顯。（2當(dāng)當(dāng)uCE=1V時(shí)，時(shí)， 集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開始收集電子，所以基區(qū)集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開始收集電子，所以基區(qū)復(fù)合減少，復(fù)合減少， 在同一在同一uBE 電壓下，電壓下，iB 減小。特性曲線將向右稍微移動(dòng)一減小。特性曲線將向右稍微移動(dòng)一些。些。死區(qū)電壓死區(qū)電壓硅硅 0.5V鍺鍺 0.1V導(dǎo)通壓降導(dǎo)通壓降硅硅 0.

26、7V鍺鍺 0.3V (2)輸出特性曲線 iC=f(uCE) iB=const 現(xiàn)以現(xiàn)以iB=60uA一條加以說明。一條加以說明。 （1當(dāng)當(dāng)uCE=0 V時(shí)，因集電極無收集作用，時(shí)，因集電極無收集作用，iC=0。（2） uCE Ic 。 （3） 當(dāng)當(dāng)uCE 1V后，收后，收集電子的能力足夠強(qiáng)。集電子的能力足夠強(qiáng)。這時(shí)，發(fā)射到基區(qū)的電這時(shí)，發(fā)射到基區(qū)的電子都被集電極收集，形子都被集電極收集，形成成iC。所以。所以u(píng)CE再增加，再增加，iC基本保持不變。基本保持不變。同理，可作出同理，可作出iB=其他值的曲線。其他值的曲線。 iCCE(V)(mA)=60uAIBu=0BBII=20uABI=40uA

27、B=80uAI=100uAIB+i-uBE+-uBTCE+Ci 輸出特性曲線可以分為三個(gè)區(qū)域輸出特性曲線可以分為三個(gè)區(qū)域:飽和區(qū)飽和區(qū)iC受受uCE顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)uCE0.7 V。 此時(shí)發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)也正偏。此時(shí)發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)也正偏。截止區(qū)截止區(qū)iC接近零的區(qū)域，相當(dāng)接近零的區(qū)域，相當(dāng)iB=0的曲線的的曲線的下方。下方。 此時(shí)，發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。此時(shí)，發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。放大區(qū)放大區(qū) 曲線基本平行等距曲線基本平行等距。此時(shí)，發(fā)。此時(shí)，發(fā) 射結(jié)正偏射結(jié)正偏，集電，集電 結(jié)反偏。結(jié)反偏。 該區(qū)中有：該區(qū)中有：BCII iCIBIB=0uCE(V)

28、(mA)=20uABI=40uABI=60uABI=80uABI=100uA飽和區(qū)飽和區(qū)放大區(qū)放大區(qū)截止區(qū)截止區(qū)+i-uBE+-uBTCE+Ci例：測(cè)量三極管三個(gè)電極對(duì)地電位如圖所示，例：測(cè)量三極管三個(gè)電極對(duì)地電位如圖所示，試判斷三極管的工作狀態(tài)。試判斷三極管的工作狀態(tài)。 圖 三極管工作狀態(tài)判斷 放大截止截止飽和飽和測(cè)得放大電路中六只晶體管的直流電位如圖所示。在圓圈測(cè)得放大電路中六只晶體管的直流電位如圖所示。在圓圈中畫出管子，并分別說明它們是硅管還是鍺管。中畫出管子，并分別說明它們是硅管還是鍺管。測(cè)得晶體管以下四種情況，試判斷哪種情況晶體管處于飽和狀態(tài) 。A） =50, IB=20uA, IC

29、=1mAB） =30, IB=20uA, IC=0.6mA C） =40, IB=20uA, IC=0.8mAD） =30, IB=40uA, IC=1.0mA四四. BJT的主要參數(shù)的主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)（2 2共基極電流放大系數(shù)：共基極電流放大系數(shù)： BCII BCii ECII ECii iCE=20uA(mA)B=40uAICu=0(V)=80uAIBBBIBiIBI =100uACBI=60uAi一般取一般取20200之間之間2.31.538A60mA3 . 2BCII40A40)-(60mA)5 . 13 . 2(BCii（1 1共發(fā)射極電流放大系數(shù)：共發(fā)射極電流放

30、大系數(shù)： 2.極間反向電流極間反向電流 （2集電極發(fā)射極間的穿集電極發(fā)射極間的穿透電流透電流ICEO 基極開路時(shí)，集電極到基極開路時(shí)，集電極到發(fā)射極間的電流發(fā)射極間的電流穿透穿透電流電流 。其大小與溫度有關(guān)。其大小與溫度有關(guān)。 （1集電極基極間反向飽和電流ICBO 發(fā)射極開路時(shí)，在其集電結(jié)上加反向電壓，得到反向電流。它實(shí)際上就是一個(gè)PN結(jié)的反向電流。其大小與溫度有關(guān)。 鍺管：I CBO為微安數(shù)量級(jí)， 硅管：I CBO為納安數(shù)量級(jí)。CBOCEO)1 (II+ICBOecbICEO 3.極限參數(shù) Ic增加時(shí)，增加時(shí)， 要下降。當(dāng)要下降。當(dāng)值下值下降到線性放大區(qū)降到線性放大區(qū)值的值的70時(shí)，所時(shí)，所

31、對(duì)應(yīng)的集電極電流稱為集電極最大對(duì)應(yīng)的集電極電流稱為集電極最大允許電流允許電流ICM。（1集電極最大允許電流集電極最大允許電流ICM（2集電極最大允集電極最大允許功率損耗許功率損耗PCM 集電極電流通過集電極電流通過集電結(jié)時(shí)所產(chǎn)生的集電結(jié)時(shí)所產(chǎn)生的功耗，功耗， PC= ICUCE BICEui(V)IBC=100uAB=80uA=60uA(mA)IIB=0B=40uA=20uABIIPCM PCM （3反向擊穿電壓 BJT有兩個(gè)有兩個(gè)PN結(jié)，其反向擊穿電壓有以下幾結(jié)，其反向擊穿電壓有以下幾種：種： UBREBO集電極開路時(shí)，發(fā)射極與基極之間允許的最大反向電壓。其值一般幾伏十幾伏。 UBRCBO發(fā)射極開路時(shí)，集電極與