11半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)

1、1.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)半導(dǎo)體的特性自然界的各種物質(zhì)，根據(jù)其導(dǎo)屯能力的差別，可以分為導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體 三大類。下一頁(yè)半導(dǎo)體的特性硅原子的序數(shù)是14、原子核外有14個(gè)電子，最外層有4個(gè)電子，稱為價(jià)電 子，帶4個(gè)單位負(fù)電荷。通常把原子核和內(nèi)層電子看作一個(gè)整體，稱為慣性核。 慣性核帶冇4個(gè)單位正電荷，最外層冇 4個(gè)價(jià)電子帶冇4個(gè)單位負(fù)電荷，因此， 整個(gè)原了為電中性。下一頁(yè)1. 1.2本征半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)原子與相鄰的四個(gè)原子結(jié)合。每一個(gè)原子的價(jià)電子與另一個(gè)原了的一個(gè)價(jià)電了組成一個(gè)電了對(duì)。這對(duì)價(jià)電了是每?jī)蓚€(gè)相鄰原了共有的，它們把相鄰原子結(jié)合在一起，構(gòu)成所謂共價(jià)鍵的結(jié)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，共

2、價(jià)鍵小的價(jià)電子不完全像絕緣體屮價(jià)電子所受束縛那樣強(qiáng)，如果能從外界獲得一定的能量（如光照、升溫、電磁場(chǎng)激發(fā)等），一些價(jià)電子就可能掙脫共價(jià)鍵的束縛而成為口由電子，這種物理現(xiàn)彖稱作為本征激發(fā)，價(jià)電子受激發(fā)掙脫原子核的束縛成為口由電了的同時(shí)，在共價(jià)鍵中便留下了一個(gè)空位了，稱“空穴”。如圖所示。當(dāng)空穴出現(xiàn)時(shí)，相鄰原子的價(jià)電子比較容易離開(kāi)它所在的共價(jià)鍵而填補(bǔ)到這個(gè)空穴屮來(lái)，使該價(jià)電子原來(lái)所在共價(jià)鍵中出現(xiàn)一個(gè)新的空穴，這個(gè)空穴又可能被相鄰原子的價(jià)電子填補(bǔ)，再出現(xiàn)新的空穴。價(jià)電子填補(bǔ)空穴的這種運(yùn)動(dòng)無(wú)論在形式上還是效呆上都相當(dāng)于帶正電荷的空穴在運(yùn)動(dòng)，n運(yùn)動(dòng)方向與價(jià)電子運(yùn)動(dòng)方向相反。為了區(qū)別于口由電子的運(yùn)動(dòng)，把這

3、種運(yùn)動(dòng)稱為空穴運(yùn)動(dòng)，并把空穴看成是一種帶正電荷的載流了。在木征半導(dǎo)體內(nèi)部自由電子與空穴總是成對(duì)出現(xiàn)的，因此將它們稱作為電子-空穴對(duì)。當(dāng)H由電子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中遇到空穴時(shí)可能會(huì)填充進(jìn)去從而恢復(fù)一個(gè)共價(jià)鍵，與此同時(shí)消失一個(gè)“電子-空穴”對(duì)，這一相反過(guò)程稱為復(fù)合。相對(duì)平在一定溫度條件F,產(chǎn)生的“電子空穴對(duì)”和復(fù)合的“電子空穴對(duì)”數(shù)量相等時(shí)，形成衡，這種相對(duì)平衡屬于動(dòng)態(tài)平衡 , 達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡吋 , “電子 -空穴對(duì)”維持一定的數(shù) 冃。 可見(jiàn)，在半導(dǎo)體中存在著自由電了和空穴兩種載流了，而金屬導(dǎo)體中只冇自由電了一種 載流 子，這是半導(dǎo)體與導(dǎo)體導(dǎo)電方式的不同之處。當(dāng)溫度升高時(shí)，本征激發(fā)產(chǎn)牛的“電子一空穴”對(duì)數(shù)目

4、增多。因此，半導(dǎo)體載流子濃度受溫度影響比較人。下一頁(yè)1. 1. 3 雜質(zhì)半導(dǎo)體1、 N 型半導(dǎo)體磷原子最外層有 5 個(gè)價(jià)電子，它與周圍的 4 個(gè)硅原子組成 4 對(duì)共價(jià)鍵，還多余 1 個(gè)價(jià)電子 , 它 只受磷原子對(duì)它微弱的束縛，因此它很容易掙脫束縛而成為自山電子，磷原子失去一個(gè)電 子而成為 不能移動(dòng)的正離子。磷原子由于可以釋放 1 個(gè)電子而被稱為施主原子，又稱丿施主雜 質(zhì)。在木征半導(dǎo)體中，每摻入 1 個(gè)磷原子就可產(chǎn)生 1 個(gè)白由電子，而木征激發(fā)產(chǎn)生的空穴的數(shù)目不變。這樣，在摻入磷的半導(dǎo)體中， H 由電子的數(shù)目就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了空穴數(shù)目，成為多數(shù)載 流子（簡(jiǎn)稱 多子），空穴則為少數(shù)載流子（簡(jiǎn)稱少子）。顯

5、然，參與導(dǎo)電的主要是電子，故 這種半導(dǎo)體稱為電 子半導(dǎo)體，也稱為 N 型半導(dǎo)體。N 型半導(dǎo)體特點(diǎn)：摻雜：五價(jià)元素H 由電子一多數(shù)載流子，主要由摻雜質(zhì)產(chǎn)?？昭ㄒ簧贁?shù)載流子，由本征激發(fā)產(chǎn)生下一頁(yè)2、 P 型半導(dǎo)體硼原子的 3 個(gè)價(jià)電子分別與其鄰近的 3 個(gè)硅原子中的 3 個(gè)價(jià)電子組成完整的共價(jià)鍵，而 與其相 鄰的另 1 個(gè)硅原子的共價(jià)鍵中則缺少 1 個(gè)電子，出現(xiàn)了 1 個(gè)空穴。這個(gè)空穴被附近硅 原了中的價(jià)電 了來(lái)填充后，使 3 價(jià)的硼原了獲得了 1 個(gè)電了而變成負(fù)離了。同時(shí)，鄰近共價(jià) 鍵上出現(xiàn) 1 個(gè)空穴。 由于硼原子起著接受電子的作用，故稱為受主原子，又稱受主雜質(zhì)。P型半導(dǎo)休在本征半導(dǎo)體屮每摻入

6、 1 個(gè)硼原子就可以提供 1 個(gè)空穴，當(dāng)摻入一定數(shù)量的硼原子時(shí) , 就可以 使半導(dǎo)體中空穴的數(shù)目遠(yuǎn)大于木征激發(fā)產(chǎn)生的電子的數(shù)目，成為多數(shù)載流子，而電子 則成為少數(shù)載 流子。顯然，參與導(dǎo)電的主要是空穴，故這種半導(dǎo)體稱為空穴型半導(dǎo)體，簡(jiǎn)稱P型半導(dǎo)體特點(diǎn):摻雜：三價(jià)元素空穴一多數(shù)載流子，主要由雜質(zhì)原子提供 自由電子一少數(shù)載流子，由本征激發(fā)產(chǎn)生下一頁(yè)1. 2 PN 結(jié)PN結(jié)是構(gòu)成各種半導(dǎo)體器件的核心。許多半導(dǎo)體器件都是用不同數(shù)量的PN結(jié)構(gòu)成的， 所以PN 結(jié)的理論是半導(dǎo)體器件的棊礎(chǔ)。下一頁(yè)1.2.1 PN 結(jié)的形成由于 P 區(qū)的多數(shù)載流了是空穴，少數(shù)載流了是電了； N 區(qū)多數(shù)載流了是電了，少數(shù)載流 子

7、是 空穴，這就在交界面兩側(cè)明顯地存在著兩種載流子的濃度羌。因此，N 區(qū)的電子必然越 過(guò)界而向 P區(qū)擴(kuò)散，并與 P 區(qū)界面附近的空穴復(fù)合而消失，在 N 區(qū)的一側(cè)留下了一層不能移 動(dòng)的正離子；同 樣， P 區(qū)的空穴也越過(guò)界而向 N 區(qū)擴(kuò)散，與 N 區(qū)界而附近的電子復(fù)合而消失 , 在 P 區(qū)的一側(cè)，簾下 一層不能移動(dòng)的負(fù)離子。擴(kuò)散的結(jié)果，使交界面兩側(cè)出現(xiàn)了由不能移動(dòng)的帶電離了組成的空間電荷區(qū)，因而形成了一個(gè)rflN區(qū)指向P區(qū)的電場(chǎng)，稱為內(nèi)電場(chǎng)。隨著 擴(kuò)散的進(jìn)行，空間電荷區(qū)加寬，內(nèi) 電場(chǎng)增強(qiáng)，由于內(nèi)電場(chǎng)的作用是阻礙多子擴(kuò)散，促使少子 漂移，所以，當(dāng)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)與漂移運(yùn)動(dòng)達(dá)到 動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，將形成穩(wěn)定的空 I

8、'可電荷區(qū)，稱為 PN結(jié)。由于空間電荷區(qū)內(nèi)缺少載流子，所以又稱 PN 結(jié)為耗盡層或高阻區(qū)。1. 2. 2 PN 結(jié)的單向?qū)щ娦訮N 結(jié)在未外加電壓時(shí)，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)與漂移運(yùn)動(dòng)處于動(dòng)態(tài)平衡，通過(guò) PN 結(jié)的電流為零。在 PN 結(jié)兩端外加不同極性的電壓吋，就打破了原來(lái)的動(dòng)態(tài)平衡，而呈現(xiàn)出單向?qū)щ姷奶匦浴Ｏ乱豁?yè)一、PN結(jié)外加正向電壓（正向偏置）當(dāng) P 區(qū)接電源正極、 N 區(qū)接電源負(fù)極時(shí)，稱 PN 結(jié)外加正向電壓（或稱正向偏置），如 圖所示。山于 PN 結(jié)是髙阻區(qū)，而 I 嘔和 N 區(qū)的電阻很小，所以正向電壓兒乎全部加在 PN 結(jié)兩端。在PN結(jié)上產(chǎn)生一個(gè)外電場(chǎng)，其方向與內(nèi)電場(chǎng)相反，在它的推動(dòng)下，N區(qū)

9、的電子耍向P區(qū)擴(kuò)散，并 與原來(lái)空間電荷區(qū)的正離子中和，使空間電荷區(qū)變窄。同樣，P區(qū)的空穴也要向N區(qū)擴(kuò)散，并 與原來(lái)空間電荷區(qū)的負(fù)離子中和，使空間電荷區(qū)變窄。結(jié)果使內(nèi)電場(chǎng)減弱，破壞了PN結(jié)原有 的動(dòng)態(tài)平衡。于是擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)超過(guò)了漂移運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)散乂繼續(xù)進(jìn)行。與此同時(shí)，電源不斷向P區(qū) 補(bǔ)充正電荷，向N區(qū)補(bǔ)充負(fù)電荷，結(jié)果在電路中形成了較大的正向電流/f。Ifij隨著正向電壓的增大而增大。下一頁(yè)二、PN結(jié)外加反向電壓（反向偏宜）當(dāng)P區(qū)接電源負(fù)極、N區(qū)接電源正極吋，稱 PN結(jié)外加反向電壓（或稱反向偏置），如圖所示。反向電壓產(chǎn)生的外加電場(chǎng)的方向與內(nèi)電場(chǎng)的方向相同，使PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)加強(qiáng)，它把 P區(qū)的 多子（空穴）和N

10、區(qū)的多子（白由電子）從 PN結(jié)附近拉走，使PN結(jié)進(jìn)一步加寬，PN結(jié)的電阻 增 大，打破了 PN結(jié)原來(lái)的平衡，在電場(chǎng)作用下漂移運(yùn)動(dòng)人于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。這時(shí)通過(guò)PN結(jié)的電流，主要是少子形成的漂移電流，稱為反向電流厶。由于在常溫下，少數(shù)載流子的數(shù)量不多，故反向電流很小，而且當(dāng)外加電壓在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，它幾乎不隨外加電壓的變化而變化，因此反向電流又稱為反向飽和電流。當(dāng)反向電流口 J以忽略時(shí)，就町認(rèn)為 PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。由于本征激發(fā)隨溫度的升高而加劇，導(dǎo)致電子 -空穴對(duì)增多，因而反向電流將隨溫度的升高而成倍增長(zhǎng)。下一頁(yè)1.2. 4 PN結(jié)的電容效應(yīng)PN結(jié)兩端的電壓變化時(shí)，PN結(jié)內(nèi)的電荷有變化，說(shuō)明 P*結(jié)

11、具有電容效應(yīng)。PN結(jié)的電容效應(yīng)表現(xiàn)為兩種：勢(shì)金電容和擴(kuò)散電容。勢(shì)壘電容是由空間電荷區(qū)的離子薄層形成。PN結(jié)的偏置電壓改變時(shí)，空間電荷區(qū)的寬度隨Z變化，電荷量也隨Z變化，類似于電容的充放電，PN結(jié)的這種電容效應(yīng)用勢(shì)壘電容等效。擴(kuò)散電容是由多子擴(kuò)散后，在 PN結(jié)的另一側(cè)面積累而形成的。當(dāng) PN結(jié)加正向電壓時(shí)，N區(qū) 的電子擴(kuò)散到P區(qū)，同時(shí)P區(qū)的空穴也向N區(qū)擴(kuò)散，多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，使 PN結(jié)兩側(cè)的 電荷積聚起 來(lái)。若PN結(jié)正向電壓加大，則多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，積累的電荷增加；若 PN結(jié)止向電壓減小，則 多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)減弱，積累的電荷也將減少，這種電容效應(yīng)用擴(kuò)散電容來(lái)等效。PN結(jié)小結(jié)綜上所述，PN結(jié)正偏時(shí)，

12、正向電流較大，相當(dāng)于 PN結(jié)導(dǎo)通；反偏吋，反向電流很小，相當(dāng)于PN結(jié)截止。這就是PN結(jié)的單向?qū)щ娦?。PN結(jié)電流力與電壓厶的關(guān)系可寫成Is反向飽和電流一溫度的電壓當(dāng)量， 常溫H?=26mV關(guān)系特性如圖所示。1. 3半導(dǎo)體二極管1. 3. 1基本結(jié)構(gòu)及分類半導(dǎo)體二極管也稱晶體二極管，它是在PN結(jié)上加接觸電極、引線和管殼封裝而成的。按其結(jié)構(gòu)不同，通常有點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面型三類。按使用的半導(dǎo)體材料分：硅二極管和錯(cuò)二極管；按用途分：普通二極管、整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、開(kāi)關(guān)二極管、變?nèi)荻O管、光電二極管等。1. 3. 2二極管的特性主要特性：?jiǎn)蜗驅(qū)щ娦裕ǔＳ梅蔡匦员硎?。伏安特性：是?/p>

13、流過(guò)二極管的電流/與加于二極管兩端的電壓 UZ間的關(guān)系曲線。如圖所示%1.正向特性（少0）l.o Wh1=死區(qū)，二極管截止。（4死區(qū)電壓（門限電壓）硅管：Uh=0.5VW: Uh=o.iv正向電流隨正向電壓兒乎線性增長(zhǎng)，二極管導(dǎo)通。正向電流隨正向電壓線性增長(zhǎng)時(shí)所對(duì)應(yīng)的正向電壓，稱為二極管的正向?qū)妷?，用邛?lái)表示。硅管：s=( 0.6? 0.8)V,般取 0.7VO錯(cuò)管：Uf= ( 0.1 ? 0.3) V,般取 0.2V。二反向特性(U<0)反向電壓較小時(shí)，/=/s=0,二極管反向截止。人一反向飽和電流反向電壓達(dá)到UBR時(shí)，反向電流劇增，二極管被反向擊穿。UBR反向擊穿電壓UBR視不同

14、二極管而定，普通二極管一？般在幾十伏以上，且硅管較銘管為高。%1.二極管的溫度特性二極管是溫度敏感器件，溫度的變化對(duì)其伏女特性的影響主要表現(xiàn)為：隨著溫度的升高，其止向特性曲線左移，即正向壓降減?。环聪蛱匦郧€下移，即反向電流增大，如圖所 一般在室溫附近，溫度每升高1 °C,其正向壓降減小2? 2. 5mV ；溫度每升高10°C，反向電流 人約增人1倍左 右。綜上所述，二極管的伏安特性具有以下特點(diǎn)：1. 二極管具有單向?qū)щ娦裕?. 二極管的伏安特性具有非線性；3. 二極管的伏安特性與溫度冇關(guān)。1. 3. 3主要參數(shù)1. 最大整流電流二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許流過(guò)二極悖的最大正向平

15、均電流。2. 最人反向T作電壓Ur二極管允許的最人工作電壓。當(dāng)反向電壓超過(guò)此值時(shí)，二極管可能被擊穿。為了留有余地，通常収擊穿電壓的一半作為 UR。3. 反.向電流/R指二極管未擊穿時(shí)的反向電流。此值越小，管了的單向?qū)щ娦栽胶谩Ｓ捎诜聪螂娏魇怯缮贁?shù)載流子形成的，所以，/R受溫度的影響很大。4. 最高工作頻率/m最屈工作頻率加的值主要取決于 1公結(jié)結(jié)電容的人小，結(jié)電容越人，二極管允許的最髙工作頻率越低。二極管的參數(shù)是正確使用二極管的依據(jù)，i般半導(dǎo)體器件手冊(cè)中都給出不同型號(hào)管子的參數(shù)。在使用時(shí)，丿應(yīng)特別注意不要超過(guò)最人整流電流和最高反向工作電壓1. 3. 4二極管的應(yīng)用在電子技術(shù)中，二極管電路得到廣

16、泛應(yīng)用，如整流電路、限幅電路、低電壓穩(wěn)壓電路和 路等。整流電路將在后面章節(jié)介紹，這里介紹其他幾種應(yīng)用電路。二極管是一種非線性器件，需應(yīng)用線性化模型分析法對(duì)其應(yīng)用電路進(jìn)行分析。一 ？限幅電路 當(dāng)輸入信號(hào)在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出跟隨輸入變化；當(dāng)輸入信號(hào)超出該范圍時(shí)，輸出保持一定值不變。限幅電路可川于波形變換、輸入信號(hào)幅度的選擇、極性的選擇和波形整形 %1.開(kāi)關(guān)電路 用以接通或斷開(kāi)電路 開(kāi)關(guān)電路可用于數(shù)字電路中，進(jìn)行邏輯運(yùn)算1. 3. 5特殊二極管一、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管是一種用特殊工藝制造的而接觸型硅半導(dǎo)休二極管1. 符號(hào)和伏安特性穩(wěn)壓管反向擊穿后，電流在較大范圍內(nèi)變化時(shí)，電壓棊本不變，據(jù)此町進(jìn)行穩(wěn)壓2.

17、 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路使用穩(wěn)壓管時(shí)，應(yīng)注意以下兒個(gè)問(wèn)題:（1）穩(wěn)壓管正常工作是在反向擊穿狀態(tài)；（2）穩(wěn)壓管應(yīng)與負(fù)載并聯(lián)；（3）應(yīng)限制流過(guò)穩(wěn)壓管的電流，使其不超過(guò)規(guī)定值，以免因過(guò)熱燒壞管子，為此，應(yīng)一個(gè)限流電阻，如圖屮電阻 R。同時(shí)，R的選擇也不能使流過(guò)穩(wěn)壓管的電流太小，否則開(kāi)關(guān)電串聯(lián)穩(wěn)壓性能會(huì)3. 穩(wěn)壓管的主要參數(shù)（1）穩(wěn)定電壓t/z是指穩(wěn)壓管工作在反向擊穿區(qū)時(shí)的穩(wěn)定電壓（2）穩(wěn)定電流穩(wěn)壓管正常工作時(shí)的最小電流。工作時(shí) 7乙-否則穩(wěn)壓效果會(huì)變差(3)電壓溫度系數(shù)(X (%/°C) a是指穩(wěn)壓管溫度每變化1 C時(shí)，穩(wěn)定電壓變化的百分比 (4)動(dòng)態(tài)電阻Rr7=AU/八I 7,y越小，穩(wěn)壓性能越

18、好。(5)額定功耗幾Pz=Uz， zm，厶巾一穩(wěn)壓管最大工作電流E取決于PN結(jié)的而積和散熱等條件。%1.發(fā)光二極管發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱 LED，是一種直接將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽艿陌雽?dǎo)體器件。當(dāng)這種管子通以電流時(shí)將發(fā)出光來(lái)。發(fā)光二極管以其體積小、功耗低、色彩艷麗、發(fā)光均勻、穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、壽命長(zhǎng)和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種電子儀器、音響設(shè)備、計(jì)算機(jī)等作電流指示、音頻指示和信息狀態(tài)顯示等。%1.光電二極管光電二極管乂稱光敏二極管，是一種光電轉(zhuǎn)換器件，具基本原理是光照射到PN結(jié)上時(shí)，吸收光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。它有兩種工作狀態(tài)：(1) 加反向電壓時(shí)，反向電流隨光照強(qiáng)度的改變而改變，光照強(qiáng)度越人，反向電流越大，大

19、多數(shù)情況都工作在這種狀態(tài)；(2) 不加電壓時(shí)，利用PN結(jié)在受光照射時(shí)產(chǎn)生正向電壓的原理，把它作微型光電池。這種工作狀態(tài)一般作光電檢測(cè)器。%1.光電耦合器光電耦合器的符號(hào)如圖所示。光電耦合器是以光為媒介、用來(lái)傳輸電信號(hào)的器件。通常是把發(fā)光器與受光器(光電半導(dǎo)體管)封裝在同一管殼內(nèi)。當(dāng)輸入端加信號(hào)時(shí)發(fā)光器發(fā)出光線，受光器接受光照Z(yǔ)后就產(chǎn)生光電流。由輸出端引出，從而實(shí)現(xiàn)"電一光一電"的轉(zhuǎn)換。它常用于信號(hào)的單方向傳輸，但需要電路間電隔離的場(chǎng)合，如計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的接口電路中。%1.變?nèi)荻O管利用PN結(jié)的勢(shì)壘電容隨外加反向電壓的變化特性可制成變?nèi)荻O管，其符號(hào)如圖所示。變?nèi)荻O管主要用

20、于高頻電子線路，如電子調(diào)諧、頻率調(diào)制等1.4半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管乂稱晶休三極管，簡(jiǎn)稱晶體管或三極管。在三極管內(nèi)，有兩種載流子：電子與空穴，它們同時(shí)參與導(dǎo)電，故晶體三極管乂稱為雙極型三極管，簡(jiǎn)記為BJT （英文Bipolar JunctionTran sistor的縮寫）。它的基本功能是具有電流放大作用，它是組成各種電子電路的核心器件。三極管的結(jié)構(gòu)及類型三極管的結(jié)構(gòu)及類型如圖所示。內(nèi)部：三個(gè)區(qū)、兩個(gè)PN結(jié)外部：三個(gè)電極。組成形式有NPN和PNP兩種類型。常用的半導(dǎo)體材料有硅和錯(cuò)，因此共有四種類型，它們對(duì)應(yīng)的型號(hào)分別為：3A （儲(chǔ)PNP）、3B （錯(cuò)NPN）、3C （硅PNP） 3D （硅PN

21、P）四種系列。以硅 NPN三極管應(yīng)用最廣，以下均 以硅為例。1.4. 2三極管三種連接方式雙極型三極管有三個(gè)電極，其中兩個(gè)可以作為輸入，兩個(gè)可以作為輸出，這樣必然有一個(gè)電極是公共電極。因此，雙極型三極管冇三種連接方式也稱三種組態(tài)，如圖所示共基極接法：b-公共端，e輸入端，c輸出端，用CB表示。共發(fā)射極接法：e 公共端，b 輸入端，c 輸出端，用CE表示；共集電極接法：c 公共端，b 輸入端，o輸出端，用CC表示；1.4. 3三極管的放大作用三極管作為放人元件，必須具備內(nèi)部和外部條件。內(nèi)部條件：（1）發(fā)射區(qū)摻雜濃度基區(qū)摻朵濃度；（2）基區(qū)很薄。外部條件：（1）發(fā)射結(jié)正向偏置；（2）集電結(jié)反向偏置

22、。滿足外部條件的實(shí)際電路三極管內(nèi)部載流了的傳輸過(guò)程1?發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子發(fā)射結(jié)正偏（冇利于多了擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)）一發(fā)射區(qū)的多了（電了）向基區(qū)擴(kuò)散（濃度大），基區(qū) 的空穴 向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散（濃度小，可忽略） f 形成發(fā)射極電流 /E。2. 電子在基區(qū)的擴(kuò)散與復(fù)合電子到達(dá)基區(qū)后，由于靠近發(fā)射結(jié)處電子很多，靠近集電結(jié)處電子很少，形成濃度差 , 所以電 了繼續(xù)向集電結(jié)處擴(kuò)散。電了擴(kuò)散的同時(shí)，在棊區(qū)將與空穴復(fù)合，復(fù)合掉的空穴將由 電源不斷的予 以補(bǔ)充，形成基極電流厶衛(wèi)由于基區(qū)很薄，因此，被復(fù)合掉的電子很少，絕大多數(shù)電子均能擴(kuò)散到集電結(jié)處。3. 集電區(qū)收集擴(kuò)散過(guò)來(lái)的電子集電結(jié)反偏（有利于少子漂移運(yùn)動(dòng)）一基區(qū)電子向集

23、電區(qū)漂移（集電區(qū)收集電子）一集 電區(qū)空 穴向棊區(qū)漂移一形成集電極電流。%1. 三極管的電流分配關(guān)系/En 發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子形成的電流/Bn 注入基區(qū)的電子與空穴復(fù)合形成的電流集電區(qū)收集電子形成的電流/CBO 集電區(qū)空穴向基區(qū)漂移形成的電流電流分配關(guān)系：/E=/En=/Bn+/cn? ABrPB+ACBO /B=/BnCB （）/Tcn+ZcBO一般希望發(fā)射區(qū)注入棊區(qū)的電了絕大多數(shù)能夠到達(dá)集電區(qū)，即要求/Cn?/Bno定義： a = A 共基極直流電流放大系數(shù)般三極管的 Q 值為 0. 97? 0. 99o1.4.4 三極管的特性曲線三極管的特性曲線是用來(lái)描述三極管電極電流與電壓之間關(guān)系的，

24、它包括輸入特性和輸出特性。測(cè)試特性曲線的電路%1. 輸入特性1. t/CE=O三極管的輸入特性應(yīng)為兩個(gè)二極管并聯(lián)麻的正向伏安特性。2. 址 >0電壓&E將有利于將發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的電子收集到集電極。如果UCE>UBE ,則三極管 發(fā)射結(jié)止向偏置，集電結(jié)反向偏置，三極管處于放大狀態(tài)。此時(shí)，發(fā)射區(qū)發(fā)射的電子只有一小部分在皋區(qū)與空穴復(fù)合，成為6大部分將被集電極收集，成為/c,所以，與&E=0相比，在同樣的下，基極電流 /B 將人人減小，結(jié)果輸入特性 1111 線右移。電壓&E>1V后，集電結(jié)反向電壓足以將注入到基區(qū)的電子收集到集電極。即使 &E再增

25、大， /B 也不會(huì)減小很多。因此大于某一數(shù)值后，輸入特性兒乎重亞在一起，常常用一條輸入特性來(lái)表示部分（UCE=2V）0%1. 輸出特性分為三個(gè)區(qū)域：1. 截止區(qū)厶 W0 的區(qū)域特點(diǎn)：伯=0, /c=0，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。實(shí)際上，此時(shí)ZC-/CEOO但通常/CEO很小，無(wú)法在特性曲線上表示出來(lái)。當(dāng)發(fā)射結(jié)反向偏置時(shí)，發(fā)射區(qū)不再向基區(qū)注入電了，則三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，所以，在截止區(qū)，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于反向偏置。2. 放人區(qū)一輸出特性平坦的區(qū)域特點(diǎn)：A/c=/?A/b,三極管處于放大狀態(tài)。在放大區(qū)，發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置。3. 飽和區(qū)一靠近縱軸附近的區(qū)域特點(diǎn)：對(duì)不同 /B 值的輸出特性曲線幾乎重合， /c 不受人控制，只隨 UCE 的增人而增加。三 極 管處于飽和狀態(tài)。一般認(rèn)為 &E=UBE 吋，三極管達(dá)到臨界飽和，當(dāng)UCE<UBE 時(shí)稱為過(guò)飽和 , 飽和時(shí) UCE=UCES 很小，稱為飽和壓降，一般aCES<0.7V O在