電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)課件

1、電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)第十五章第十五章 半導體二極管和三極管半導體二極管和三極管 15 1 半導體的導電特性半導體的導電特性 15 2 PN結(jié)結(jié) 15 3 半導體二極管半導體二極管 15 4 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管 15 5 半導體三極管半導體三極管電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)15 1 15 1 半導體的導電特性半導體的導電特性一、一、 導體、半導體和絕緣體導體、半導體和絕緣體 1、很容易導電的物質(zhì)稱為很容易導電的物質(zhì)稱為導體導體，金屬一般金屬一般都是導體。都是導體。 2、有的物質(zhì)幾乎不導電，稱為有的物質(zhì)幾乎不導電，稱為絕緣體絕緣體，如如橡皮、陶瓷、塑料和石英。橡皮、陶

2、瓷、塑料和石英。 3、導電特性處于導體和絕緣體之間的物質(zhì)，導電特性處于導體和絕緣體之間的物質(zhì)，稱為稱為半導體半導體，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。氧化物等。電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)3 2 23 3原原子子密密度度：1 10 0個個/ /cm32 22 2銅銅的的載載流流子子密密度度： 5 51 10 0 個個/ /cm3/： 1 10 0硅硅的的載載流流子子密密度度1 1. .5 51 10 0 個個 cm31 13 3鍺鍺的的載載流流子子密密度度： 2 2. .5 51 10 0 個個/ /cm載載流流子子密密度度： 絕絕緣緣體體近近

3、似似等等于于零零（導體導體） 半半導導體體 載流子載流子密度（濃度）舉例：密度（濃度）舉例： 一種物質(zhì)的導電性能取決于它的一種物質(zhì)的導電性能取決于它的載流子載流子密度（濃度）。密度（濃度）。電工學08(第十五章半導體二極管和三極管) 由于由于半導體半導體的導電機理不同于其它物質(zhì)，的導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。所以它具有不同于其它物質(zhì)的特點。 例如，當受外界例如，當受外界熱和光熱和光的作用時，它的導的作用時，它的導電能力將明顯變化電能力將明顯變化熱激發(fā)熱激發(fā)。 又例如，往純凈的半導體中又例如，往純凈的半導體中摻入摻入某些某些雜質(zhì)雜質(zhì)，會使它的載流子數(shù)量大大的增加，半導

4、體的導電會使它的載流子數(shù)量大大的增加，半導體的導電能力也大大的改變能力也大大的改變摻雜摻雜。而。而摻雜可大大增加摻雜可大大增加導電率正是半導體能制成各種導電率正是半導體能制成各種電子器件電子器件的基礎的基礎。電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)（1）通過一定的工藝過程，可以將半）通過一定的工藝過程，可以將半導體制成導體制成晶體晶體。（2）完全純凈的（單一元素組成的）、）完全純凈的（單一元素組成的）、結(jié)構(gòu)完整的半導體晶體，稱為結(jié)構(gòu)完整的半導體晶體，稱為本征半導體本征半導體。 （3）在硅和鍺晶體中，原子按四角形）在硅和鍺晶體中，原子按四角形 系統(tǒng)組成，每個原子與其相臨的原子之間系統(tǒng)組成，每個

5、原子與其相臨的原子之間形成形成共價鍵共價鍵，共用一對價電子。，共用一對價電子。二、二、 本征半導體本征半導體1。要點：。要點：電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)2。硅和鍺的共價鍵結(jié)構(gòu)。硅和鍺的共價鍵結(jié)構(gòu)+4+4+4+4+4+4表示除表示除去價電子去價電子后的原子后的原子 共價鍵中的兩個電共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價鍵子被緊緊束縛在共價鍵中，稱為中，稱為束縛電子束縛電子，常，常溫下束縛電子很難脫離溫下束縛電子很難脫離共價鍵成為共價鍵成為自由電子自由電子，因此本征半導體中的自因此本征半導體中的自由電子很少，導電能力由電子很少，導電能力很弱。很弱。共價鍵共價鍵 共共用電子對用電子對電工

6、學08(第十五章半導體二極管和三極管)3。本征半導體的導電機理。本征半導體的導電機理 在絕對零度（在絕對零度（T= 0 K）和沒有外界激發(fā)時）和沒有外界激發(fā)時,價電子完全被共價鍵束縛著，本征半導體中沒有價電子完全被共價鍵束縛著，本征半導體中沒有可以運動的帶電粒子，它的導電能力為可以運動的帶電粒子，它的導電能力為0。 在常溫下，由于在常溫下，由于熱激發(fā)熱激發(fā)，使一些價電子，使一些價電子獲得足夠的能量而脫離共價鍵的束縛，成為獲得足夠的能量而脫離共價鍵的束縛，成為自由電子自由電子，同時共價鍵上留下一個空位，稱，同時共價鍵上留下一個空位，稱為為空穴空穴。自由電子和空穴都可以參與導電，。自由電子和空穴都

7、可以參與導電，通稱通稱載流子載流子。電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)本本征征半半導導體體的的導導電電機機理理 自由電子在外電場的作用下，在晶格點陣自由電子在外電場的作用下，在晶格點陣中定向運動，形成中定向運動，形成電子電流電子電流。電工學08(第十五章半導體二極管和三極管) 空穴導電：空穴導電：空穴吸引鄰近空穴吸引鄰近價價電子來填補，這樣電子來填補，這樣 的結(jié)果相當于空穴的遷移，因此可以認為的結(jié)果相當于空穴的遷移，因此可以認為空穴空穴 是呈正電性的載是呈正電性的載 流子，其定向運流子，其定向運 動的方向與自由動的方向與自由 電子電子相反相反，所形，所形 成的電流稱為成的電流稱為空空

8、穴電流穴電流。 電工學08(第十五章半導體二極管和三極管) 2、自由電子和空穴總是、自由電子和空穴總是成對成對出現(xiàn)，同時又不出現(xiàn)，同時又不 斷相遇斷相遇“復合復合”。 3、在一定溫度下，電子空穴對的產(chǎn)生和復合、在一定溫度下，電子空穴對的產(chǎn)生和復合 達到達到動態(tài)平衡動態(tài)平衡，于是半導體中的載流子數(shù)，于是半導體中的載流子數(shù) 目便維持一定。目便維持一定。 1、半導體有、半導體有兩種兩種載流子：載流子： 自由電子自由電子和和空穴空穴 本征半導體的特點：本征半導體的特點：4、溫度愈高，半導體的載流子愈多，導電性、溫度愈高，半導體的載流子愈多，導電性 能也愈好。能也愈好。 電工學08(第十五章半導體二極管

9、和三極管) 例如，摻雜濃度為百萬分之一，則載流例如，摻雜濃度為百萬分之一，則載流子濃度約為：子濃度約為：電阻率為：電阻率為：236173103101010/10/cmcm個個 在本征半導體中摻入某些在本征半導體中摻入某些微量微量的雜質(zhì)，的雜質(zhì)，就會使半導體的導電性能發(fā)生顯著變化。就會使半導體的導電性能發(fā)生顯著變化。 可見，摻雜大大提高了半導體的導電能力，可見，摻雜大大提高了半導體的導電能力，同時也導致雜質(zhì)半導體的產(chǎn)生！同時也導致雜質(zhì)半導體的產(chǎn)生！三、三、 N N 型半導體和型半導體和 P P 型半導體型半導體3-32 10 m 4 10 m減 小小至至電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)

10、 （1 1）摻雜濃度遠大于本征半導）摻雜濃度遠大于本征半導 體中載流子濃度體中載流子濃度 。 （2 2）自由電子濃度遠大于空穴）自由電子濃度遠大于空穴濃度。濃度。+4+4+5+41、N型半導體型半導體多余電子多余電子磷原子磷原子特點：特點：本征半導體中摻本征半導體中摻五價五價元素元素多數(shù)載流子多數(shù)載流子（多子多子） 自由電子自由電子少數(shù)載流子少數(shù)載流子（少子少子）空穴）空穴電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)+4+4+3+4空穴空穴硼原子硼原子2、P型半導體型半導體本征半導體中摻本征半導體中摻三價三價元素元素 （1 1）摻雜濃度遠大于本征）摻雜濃度遠大于本征半導體中載流子濃度半導體中載流

11、子濃度 。 （2 2）空穴濃度遠大于自由）空穴濃度遠大于自由電子濃度。電子濃度。 多數(shù)載流子多數(shù)載流子（多子多子）空穴空穴 特點：特點：自由電子自由電子少數(shù)載流子少數(shù)載流子（少子少子）電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)結(jié)結(jié) 論論1 1、P型半導體：本征半導體中摻入型半導體：本征半導體中摻入三價三價元素；元素； N型半導體：本征半導體中摻入型半導體：本征半導體中摻入五價五價元素。元素。3 3、多數(shù)載流子多數(shù)載流子的數(shù)目取決于的數(shù)目取決于摻雜濃度摻雜濃度，少數(shù)載流子少數(shù)載流子的數(shù)目取決于的數(shù)目取決于溫度溫度。4 4、無論、無論P型半導體或型半導體或N型半導體，就其整體而言，正型半導體，就其

12、整體而言，正負電荷平衡仍為負電荷平衡仍為電中性電中性。2 2、 P型半導體型半導體 N型半導體型半導體 多數(shù)載流子多數(shù)載流子 空穴空穴 自由電子自由電子 少數(shù)載流子少數(shù)載流子 電子電子 空穴空穴電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)一、一、 PN 結(jié)的形成結(jié)的形成15 2 P N 結(jié)結(jié)空間電荷區(qū)形成內(nèi)電場空間電荷區(qū)形成內(nèi)電場電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)1、空間電荷區(qū)（耗盡層）中沒有載流子。、空間電荷區(qū)（耗盡層）中沒有載流子。2、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場是、空間電荷區(qū)中內(nèi)電場是阻礙阻礙多子的擴多子的擴散運動散運動，促進促進少子的漂移運動少子的漂移運動。3、P區(qū)的電子和區(qū)的電子和N區(qū)的

13、空穴（區(qū)的空穴（都是都是少子少子），），數(shù)量有限，因此由它們形成的電流即數(shù)量有限，因此由它們形成的電流即漂移電流漂移電流很?。ê苄。ˋ級）。級）。請注意請注意4、擴散擴散與與漂移漂移達到動態(tài)平衡時即形成達到動態(tài)平衡時即形成PN結(jié)結(jié)。電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)二、二、 PN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦?PN結(jié)結(jié)加上正向電壓（或正向偏置）加上正向電壓（或正向偏置）的意思的意思是：是： P區(qū)加正、區(qū)加正、N區(qū)加負電壓區(qū)加負電壓。1、PN結(jié)正向偏置結(jié)正向偏置電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)外電場外電場削弱削弱內(nèi)電場，空間電荷區(qū)內(nèi)電場，空間電荷區(qū)變窄變窄。有利于多子的擴散，形成

14、較大正向電流，有利于多子的擴散，形成較大正向電流，PN結(jié)呈結(jié)呈低電阻低電阻。在一定范圍內(nèi)，在一定范圍內(nèi)，正向電流隨外電壓增加而增大正向電流隨外電壓增加而增大。內(nèi)電場內(nèi)電場外電場外電場I正正向向?qū)ㄍ姽W08(第十五章半導體二極管和三極管)2、PN結(jié)反向偏置結(jié)反向偏置 PN結(jié)結(jié)加上反向電壓（或反向偏置）加上反向電壓（或反向偏置）的意思的意思是：是： P區(qū)加負、區(qū)加負、N區(qū)加正電壓區(qū)加正電壓。電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)外電場外電場加強加強內(nèi)電場，空間電荷區(qū)內(nèi)電場，空間電荷區(qū)變寬變寬。有利于少子的漂移，擴散很難，形成微弱反向（漂移）有利于少子的漂移，擴散很難，形成微弱反向（漂移）

15、電流，此時電流，此時PN結(jié)呈結(jié)呈高反向電阻高反向電阻。電場強度一定時，反向電場強度一定時，反向電流只隨溫度變化電流只隨溫度變化。反反向向截截止止外電場外電場內(nèi)電場內(nèi)電場電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)結(jié)結(jié) 論論PN結(jié)的單向?qū)щ娦詾椋航Y(jié)的單向?qū)щ娦詾椋篜N結(jié)加正向偏置時，導通，正向電流很大，結(jié)加正向偏置時，導通，正向電流很大， 正向電阻很?。徽螂娮韬苄?；PN結(jié)加反向偏置時，截止，反向電流很小，結(jié)加反向偏置時，截止，反向電流很小， 反向電阻很大。反向電阻很大。電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)一、基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu)PN結(jié)加上管殼和引線，就成為半導體二極管。結(jié)加上管殼和引線，就

16、成為半導體二極管。引線引線外殼線外殼線觸絲線觸絲線基片基片點接觸型點接觸型PN 15 3 半導體二極管半導體二極管電電流流方方向向D表示符號表示符號電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)二二極極管管實實際際結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)U/VI/mA0I/A二、伏安特性二、伏安特性死區(qū)電壓死區(qū)電壓 硅管硅管0. 5V,鍺管鍺管0.2V。導通壓降導通壓降: : 硅硅管管0.60.8V,鍺鍺管管0.20.3V。反向擊穿反向擊穿電壓電壓U(BR)IUD電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)三、主要參數(shù)三、主要參數(shù)1. 最大整流電流最大整流電流 IOM二極管長期使用時，允許

17、流過二極管的最大正二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。向平均電流。 2. 反向擊穿電壓反向擊穿電壓U(BR)二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流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?，甚至過熱而劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐模踔吝^熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓URWM一般一般是是U(BR)的一半。的一半。電工學08(第十五章半導體二極管和三極管) 3. 反向峰值電流反向峰值電流 IRM指二極管加反向峰值工作電壓時的反向電流。指二極管加反向峰值工作電壓時的反向電流。反向電流反向電流大大，說明管子的單向

18、導電性，說明管子的單向?qū)щ娦圆畈睿虼?，因此反反向電流越小越好向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫度。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，鍺管的反向電流要大幾十到幾百倍。的反向電流要大幾十到幾百倍。電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)四、二極管電路的分析方法及應用（圖解法）四、二極管電路的分析方法及應用（圖解法）直流信號直流信號REUIuDiDIU0電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)大交流信號大交流信號:相當電子開關相當電子開關 二極管的二極管的應用應用主要是利用它的主要是利用它的單向?qū)щ妴蜗驅(qū)щ娦孕詠韺崿F(xiàn)

19、來實現(xiàn)整流整流、限幅（削波）、鉗位隔離等限幅（削波）、鉗位隔離等作用。作用。iDuD電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)整流作用：整流作用：uitE限幅（削波）作用：限幅（削波）作用：EuiuoRDRuiuoDuituouo電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)鉗位、隔離鉗位、隔離作用：作用：FABR-12VDADBUA UB 時，時，UF UA DA 將將 F 端電位鉗位在端電位鉗位在 UADB 將將 F 端與輸入端端與輸入端 B 隔離隔離UA UB時，時，UF UBDB 將將 F 端電位鉗位在端電位鉗位在 UBDA 將將 F 端與輸入端端與輸入端 A 隔離隔離ABR12VFDAD

20、B電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)例例1解解:YABR-12VDADB+3v0v在如圖所示的的電路中，求輸入端在如圖所示的的電路中，求輸入端Y的電的電位位VY 。AB 12 v VV DA優(yōu)先導通優(yōu)先導通設管壓降為設管壓降為0.3V，則，則 VY = 2.7 v此時，此時， VY VB , DB反偏截止反偏截止效果效果 鉗位：鉗位：VY 鉗在鉗在 2.7 v 隔離：隔離：DB使使 B 與與 Y 隔離斷開，不通。隔離斷開，不通。電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)例例2已知已知ui=2Esint, 試畫出各電路的輸出電壓試畫出各電路的輸出電壓uo的波形。的波形。REuiuoD(1

21、) 并聯(lián)下限幅器并聯(lián)下限幅器uit2E-2E0解解: ui 正半周時，正半周時，D截止，截止，E 斷開，斷開， uoui ; ; ui 負半周且負半周且 時時, D導通，輸出為導通，輸出為 uo = E 。iuEuot2E-2E-E0電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)EuiuoDR(2) 并聯(lián)上限幅器并聯(lián)上限幅器uit2E-2E0ui 正半周正半周且且 時時, D截止，截止， uoE ; 當當 時，時，D導通，導通，輸出為輸出為 uo = ui ; iuE iuE ui 負半周負半周時，時，D截止，截止， uoE。t2E-2EEuo0電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)RE1ui

22、uoD1D2E2(3) 雙向限幅（削波）器雙向限幅（削波）器uit2E-2E02iuE 時時, D2 截止截止, uo ui ; 2iuE 時時, D2導通導通, uo= E2 。 1iuE 1iuE 時時, D1截止截止, uo ui ; 時時, D1導通導通, uo= E1 。ui 正半周，正半周， D1截止，截止，ui 負半周，負半周， D2截止，截止，0uot2E-2E-E1E2-E2E1電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)例例3 對如圖的電路，試求下列情況下輸出對如圖的電路，試求下列情況下輸出 端的電位端的電位VY及各元件中通過的電流及各元件中通過的電流: (1) VA= 10

23、 v, VB=0 ; (2) VA= 6 v, VB= 5.8 v ; (3) VA= VB= 5 v 。設二極管的正向電阻為零，反向電阻為無限大。設二極管的正向電阻為零，反向電阻為無限大。VYVAR=9kDBDAVB1k1k電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)(1) VA= 10 v, VB = 0時，時，解解:10 V1 mA (1+9) kARIIIB9 V YRVI RIAIRVYVAR=9kDBDAVB1k1kDB反向截止！反向截止！ 0 .BI (2) VA= 6 v, VB= 5.8 v時，時，YA9 k5.4 V (1+9) kVVVY VB， DA優(yōu)先導通優(yōu)先導通電工學

24、08(第十五章半導體二極管和三極管)6V5.8V(65.8)9V1k1k5.59V1111191k1k9ksYIVR進一步可求出進一步可求出IR、 IA、 IB 如下：如下：Y5.59 V0.621 mA ,9 kRVIRAY6 V5.59 V0.41 mA ,1 k1 kAVVIBY5.8 V5.59 V0.21 mA .1 k1 kBVVI電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)VA=VB= 5 v時，時，DA、 DB同時導通，同時導通，此時此時VY由由VA和和VB共同作用，共同作用，可根據(jù)結(jié)點電壓法求出：可根據(jù)結(jié)點電壓法求出：5V5V109V1k1k4.74V1111191k1k9ks

25、YIVRIAIBIRVYVAR=9kDBDAVB1k1kY4.74 V0.526 mA ,9 kRVIRAY5 V4.74 V0.26 mA .1 k1 kABVVII電工學08(第十五章半導體二極管和三極管) 15 4 穩(wěn)穩(wěn) 壓壓 管管穩(wěn)壓管是一種特殊的半導體二極管。穩(wěn)壓管是一種特殊的半導體二極管。特殊處：反向擊穿電壓低，反向擊穿特性陡，且特殊處：反向擊穿電壓低，反向擊穿特性陡，且 擊穿后除去反向電壓又能恢復正常。擊穿后除去反向電壓又能恢復正常。+-DZ穩(wěn)壓管的圖形符號和文字符號穩(wěn)壓管的圖形符號和文字符號電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)一、伏安特性及工作特點：一、伏安特性及工作特點

26、：穩(wěn)壓誤差穩(wěn)壓誤差曲線曲線越陡，越陡，電壓電壓越穩(wěn)越穩(wěn)定。定。DZU/VI/mAUZIZIZM UZ IZ+-+0DZ（1 1）在）在反向擊穿區(qū)反向擊穿區(qū) UZ很小很小, IZ 很大很大, 管子處于管子處于 穩(wěn)壓工作狀態(tài)；穩(wěn)壓工作狀態(tài)；（2 2）工作在）工作在其它區(qū)其它區(qū) 域域與一般二極與一般二極 管性質(zhì)相同。管性質(zhì)相同。電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)二、穩(wěn)壓管的主要參數(shù)二、穩(wěn)壓管的主要參數(shù)（1 1）穩(wěn)定電壓）穩(wěn)定電壓 UZ ： 穩(wěn)壓管正常工作時管穩(wěn)壓管正常工作時管 兩端電壓。兩端電壓。（2 2）電壓溫度系數(shù)）電壓溫度系數(shù) U（%/%/）：）： 穩(wěn)壓值受溫度變化影響的的系數(shù)。穩(wěn)壓值

27、受溫度變化影響的的系數(shù)。（3 3）動態(tài)電阻：是衡量穩(wěn)壓管性能好壞的指標）動態(tài)電阻：是衡量穩(wěn)壓管性能好壞的指標ZZUZIrrZ 越小，曲線越陡，越小，曲線越陡，管子性能越好。管子性能越好。電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)（5 5）最大允許耗散功率）最大允許耗散功率 PZMZMZZMPU I（4 4）穩(wěn)定電流）穩(wěn)定電流 IZ ： 穩(wěn)壓管在穩(wěn)壓管在UZ 作用下的電作用下的電 流，是一個參考數(shù)據(jù)。流，是一個參考數(shù)據(jù)。 每種型號的穩(wěn)壓管都有每種型號的穩(wěn)壓管都有 最大穩(wěn)定電流最大穩(wěn)定電流 IZM 。 電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)uit0三、穩(wěn)壓管的主要應用三、穩(wěn)壓管的主要應用1、

28、限幅作用限幅作用RED1D2uiuouiuoDZRRL 在限幅電路中，在限幅電路中，二極管工作在正向特性區(qū)；二極管工作在正向特性區(qū)；穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)。穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)。EuoUZ電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)2、 穩(wěn)壓作用穩(wěn)壓作用RL-UiUoDZRZ+-穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路由限流電阻由限流電阻RZ與穩(wěn)壓管與穩(wěn)壓管DZ構(gòu)成。構(gòu)成。 當電源電壓增大而引起當電源電壓增大而引起Ui 時，受其影響有時，受其影響有Uo,Uo= UZ是是DZ的反向工作電壓，的反向工作電壓，有有UiUo=UZIZ很多很多 I RZ = ( IZ + Io ) RZ 很多很多 Uo = Ui

29、IRZ 基本不變（基本不變（穩(wěn)壓穩(wěn)壓!）IIZIo 當電源電壓不變而負載變化時，當電源電壓不變而負載變化時，RLIo Uo UZ = Uo IZ很多很多 I = ( IZ + Io )基本不變基本不變 Uo = Ui IRZ 基本不變（基本不變（穩(wěn)壓穩(wěn)壓!）電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)一、基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu)NNP基極基極BEC發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極NPN型型PNP型型基極基極BECPPN發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極 15 5 半導體三極管半導體三極管電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極基區(qū)：較薄，基區(qū)：較薄，1um以下，摻雜以下，

30、摻雜濃度低濃度低集電區(qū)：集電區(qū)：面積較大面積較大發(fā)射區(qū)：摻發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高雜濃度較高電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電結(jié)三區(qū)三區(qū): : 基區(qū)基區(qū) 發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū) 集電區(qū)集電區(qū) 三極三極: : 基極基極 B 發(fā)射極發(fā)射極 E 集電極集電極 C兩結(jié)兩結(jié): : 發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié) 集電結(jié)集電結(jié)結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點:電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)Ec二、二、電流放大原理電流放大原理BECNNPEBRB發(fā)射結(jié)正發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射偏，發(fā)射區(qū)電子不區(qū)電子不斷向基區(qū)斷向基區(qū)擴散，形擴散，形成發(fā)射極成發(fā)射極電流電流IE。IE基區(qū)空基區(qū)空

31、穴向發(fā)穴向發(fā)射區(qū)的射區(qū)的擴散可擴散可忽略。忽略。IBE進入進入P區(qū)的電子區(qū)的電子少部分與基區(qū)的少部分與基區(qū)的空穴復合，形成空穴復合，形成電流電流IBE ，多數(shù)，多數(shù)擴散到集電結(jié)。擴散到集電結(jié)。電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)BECNNPEBRBEcIE集電結(jié)反偏，有集電結(jié)反偏，有少子形成的反向少子形成的反向電流電流ICBO。ICBO從基區(qū)擴從基區(qū)擴散來的電散來的電子作為集子作為集電結(jié)的少電結(jié)的少子，漂移子，漂移進入集電進入集電結(jié)而被收結(jié)而被收集，形成集，形成ICE。IC=ICE+ICBO ICEIBEICE多子的運動多子的運動少子的運動少子的運動電工學08(第十五章半導體二極管和三極

32、管)IBBECNNPEBRBEcIEICBOICEIC=ICE+ICBO ICEIBEICE與與IBE之比即之比即IC與與IB之比之比稱為稱為電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)CEBECCBOBCBOCBIII - I=I + III IB=IBE-ICBO IBE 電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)BECIBIEICNPN型三極管型三極管BECIBIEICPNP型三極管型三極管三極管的表示方法三極管的表示方法TT圖中圖中箭頭方向箭頭方向代表發(fā)射結(jié)正偏時的代表發(fā)射結(jié)正偏時的正向電流方向正向電流方向！電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)三、特性曲線三、特性曲線特性曲線實驗線路特性曲線實驗線路

33、ICmA AVVUCEUBERBIBECEBCBE電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)（1）輸入特性）輸入特性IB( A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1V 死區(qū)電死區(qū)電壓，硅管壓，硅管0.5V，鍺，鍺管管0.2V。工作壓降：工作壓降： 硅管硅管UBE 0.60.8V,鍺管鍺管UBE 0.20.3V。電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域中此區(qū)域中UCE 0.3V UBE ,集電結(jié)、發(fā)射結(jié)均正偏，集電結(jié)、發(fā)射結(jié)均正偏， IBIC，無放大作用，稱，無放大作用，稱為飽和區(qū)

34、。為飽和區(qū)。（2）輸出特性）輸出特性電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此區(qū)域此區(qū)域IC=ICEO , UBE0 , UBC0， ，此，此區(qū)稱為放大區(qū)或線性區(qū)。區(qū)稱為放大區(qū)或線性區(qū)。CBI= I電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)（3）主要參數(shù)）主要參數(shù)前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的公共點，稱為共射極接法，相應入輸出的公共點，稱為共射極接法，相應地還有共基極地還有共基極 、共集電極接法。、共集電極接法。共射共射直流電流放大倍數(shù)直流電流放大倍數(shù)：CBI=I 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)和和 電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)工作于動態(tài)的三極管，真正的信號工作于動態(tài)的三極管，真正的信號是疊加在直流上的交流信號。基極電流是疊加在直流上的交流信號?；鶚O電流的變化量為的變化量為 IB，相應的集電極電流變，相應的集電極電流變化為化為 IC，則，則交流電流放大倍數(shù)交流電流放大倍數(shù)為：為：CB 電工學08(第十五章半導體二極管和三極管)例：例：UCE= 6V 時：時：IB= 40 A, IC= 1.5mA； IB= 60 A, IC= 2.3mA。