電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章

1、電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章 第第4 4章章 常用半導(dǎo)體器件常用半導(dǎo)體器件 第第5 5章章 基本放大電路基本放大電路 第第6 6章章 集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器 第第7 7章章 直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源模模 塊塊 2 模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章第第4 4章章 常用半導(dǎo)體器件常用半導(dǎo)體器件4.1 PN1 PN結(jié)和半導(dǎo)體二極管結(jié)和半導(dǎo)體二極管4.2 2 特殊二極管特殊二極管4.3 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管4.4 絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章第第4 4章章 常用半導(dǎo)體器件常用半導(dǎo)體器件電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章4.1 PN結(jié)和二極管

2、結(jié)和二極管 4.1.1. 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性1. 概念概念半導(dǎo)體半導(dǎo)體導(dǎo)電能力介乎于導(dǎo)體和絕緣體之間導(dǎo)電能力介乎于導(dǎo)體和絕緣體之間。如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。影響半導(dǎo)體導(dǎo)電能力的因素影響半導(dǎo)體導(dǎo)電能力的因素光照光照導(dǎo)電能力導(dǎo)電能力如：光敏元件如：光敏元件溫度溫度導(dǎo)電能力導(dǎo)電能力 如：熱敏元件如：熱敏元件摻雜摻雜純凈的半導(dǎo)體中摻入微量的某些雜質(zhì)，純凈的半導(dǎo)體中摻入微量的某些雜質(zhì)， 會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力明顯改變。會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力明顯改變。摻雜摻雜導(dǎo)電能力導(dǎo)電能力 如：如：P P型、型、N N型半導(dǎo)體。型半導(dǎo)體。電工電子技術(shù)應(yīng)用

3、第4章 常用的半導(dǎo)體材料常用的半導(dǎo)體材料鍺鍺 Ge硅硅 Si硅和鍺為四價(jià)元素，最外層有四個(gè)價(jià)電子硅和鍺為四價(jià)元素，最外層有四個(gè)價(jià)電子32142-8-18-42-8-42.2.本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體sisisisi最外層最外層八個(gè)電八個(gè)電子的穩(wěn)子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)定結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵內(nèi)的共價(jià)鍵內(nèi)的價(jià)電子對(duì)價(jià)電子對(duì)共價(jià)鍵共價(jià)鍵共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)穩(wěn)定共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)穩(wěn)定導(dǎo)電能力很弱導(dǎo)電能力很弱SiGe價(jià)電子價(jià)電子電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章 本征激發(fā)（本征激發(fā)（熱激發(fā)）熱激發(fā)）sisisisi空空穴穴自自由由電電子子自由電子自由電子本征激發(fā)成對(duì)產(chǎn)生本征激發(fā)成對(duì)產(chǎn)生空穴空穴 兩種載流

4、子兩種載流子 半導(dǎo)體中有自由電子半導(dǎo)體中有自由電子和空穴兩種載流子和空穴兩種載流子本征半導(dǎo)體兩端外加電壓時(shí)，將出現(xiàn)本征半導(dǎo)體兩端外加電壓時(shí)，將出現(xiàn)兩部分電流，電子流和空穴流。兩部分電流，電子流和空穴流。 復(fù)合復(fù)合復(fù)合使自由電子和空穴成對(duì)減少復(fù)合使自由電子和空穴成對(duì)減少 在一定溫度下，熱激發(fā)和復(fù)合處于動(dòng)平衡狀態(tài)。在一定溫度下，熱激發(fā)和復(fù)合處于動(dòng)平衡狀態(tài)。半導(dǎo)體中的載流子數(shù)目一定。半導(dǎo)體中的載流子數(shù)目一定。溫度升高、光照增強(qiáng)使價(jià)電子溫度升高、光照增強(qiáng)使價(jià)電子擺脫原子核的束縛擺脫原子核的束縛自由電子與空穴相遇自由電子與空穴相遇電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章多余電子多余電子3.3.雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體 N型半

5、導(dǎo)體（電子半導(dǎo)體）型半導(dǎo)體（電子半導(dǎo)體）本征半導(dǎo)體中摻入微量的五價(jià)元素磷本征半導(dǎo)體中摻入微量的五價(jià)元素磷特點(diǎn)：特點(diǎn)：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)體型半導(dǎo)體+示意圖示意圖P+sisisi硅晶體中摻磷出現(xiàn)自由電子硅晶體中摻磷出現(xiàn)自由電子磷磷 P152-8-5p電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體示意圖示意圖空穴空穴 P型半導(dǎo)體（空穴半導(dǎo)體）型半導(dǎo)體（空穴半導(dǎo)體）特點(diǎn)：特點(diǎn)：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本征半導(dǎo)體中摻入微量的三價(jià)元素硼本征半導(dǎo)體中摻入微量的三價(jià)元素硼B(yǎng)-sisisi硅晶體中摻硼出現(xiàn)空穴硅晶體中摻硼出

6、現(xiàn)空穴多數(shù)載流子數(shù)目由摻雜濃度確定多數(shù)載流子數(shù)目由摻雜濃度確定少數(shù)載流子數(shù)目與溫度有關(guān)少數(shù)載流子數(shù)目與溫度有關(guān). 溫度溫度少子少子結(jié)論：結(jié)論：52-3硼硼 BB電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章 PN結(jié)結(jié) 同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造P型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)型半導(dǎo)體，在它們的交界面處形成的特殊區(qū)域。體，在它們的交界面處形成的特殊區(qū)域。1. PN結(jié)結(jié)2. PN結(jié)的形成結(jié)的形成PNPN結(jié)結(jié)P區(qū)和區(qū)和N區(qū)的載區(qū)的載流子濃度不同流子濃度不同由載流子的濃度差由載流子的濃度差多子擴(kuò)散多子擴(kuò)散 P+NN區(qū)區(qū)P區(qū)區(qū)P區(qū)區(qū)N區(qū)區(qū)電子電子空穴空穴正負(fù)離子顯電性正負(fù)離子顯電性建立空間電荷區(qū)建立

7、空間電荷區(qū)形成內(nèi)電場(chǎng)形成內(nèi)電場(chǎng)i P+N+-i自建電場(chǎng)自建電場(chǎng)電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)i反對(duì)多子擴(kuò)散反對(duì)多子擴(kuò)散有利少子漂移有利少子漂移擴(kuò)散擴(kuò)散 = 漂移漂移動(dòng)平衡動(dòng)平衡空間電荷區(qū)寬度確定空間電荷區(qū)寬度確定PN結(jié)形成結(jié)形成PN結(jié)結(jié)空間電荷區(qū)空間電荷區(qū)PN結(jié)也稱為高阻區(qū)、耗盡層結(jié)也稱為高阻區(qū)、耗盡層P+NPN結(jié)結(jié)+-i自建電場(chǎng)自建電場(chǎng)電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章3.3.PN結(jié)的單向?qū)щ娦越Y(jié)的單向?qū)щ娦?PN結(jié)正向?qū)ńY(jié)正向?qū)ìF(xiàn)象：現(xiàn)象：燈亮、燈亮、 電流大（電流大（mA級(jí)）級(jí)）原因：原因： ，使，使PN結(jié)變窄，由多數(shù)載流子結(jié)變窄，由多數(shù)載流子形成較大的正向電流。形成較大的正向電流。 oi

8、結(jié)論：結(jié)論：PN結(jié)正向?qū)?，正向電流大、正向電阻小。結(jié)正向?qū)ǎ螂娏鞔?、正向電阻小。PN結(jié)變窄結(jié)變窄-PNEmA+-+-o i +I電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章 PN結(jié)反向截止結(jié)反向截止現(xiàn)象：現(xiàn)象：燈不亮、燈不亮、 電流很?。娏骱苄。ˋ級(jí)）級(jí)）原因：原因： 、 方向一致，使方向一致，使PN結(jié)變寬，由少數(shù)結(jié)變寬，由少數(shù)載流子形成很小的反向電流。載流子形成很小的反向電流。o i 結(jié)論：結(jié)論：PN結(jié)反結(jié)反 向截止，反向電流小、反向電阻大。向截止，反向電流小、反向電阻大。PN結(jié)變寬結(jié)變寬-+PNE-+-o i A0 反反I0 反反I 反反R電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章4.1.3 半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管1.

9、 基本結(jié)構(gòu)及符號(hào)基本結(jié)構(gòu)及符號(hào)點(diǎn)接觸型：結(jié)面小、結(jié)電容小，適用高頻小電流場(chǎng)合。點(diǎn)接觸型：結(jié)面小、結(jié)電容小，適用高頻小電流場(chǎng)合。 如：檢波電路、數(shù)字開關(guān)電路如：檢波電路、數(shù)字開關(guān)電路面接觸型：結(jié)面大、結(jié)電容大，用在低頻電路面接觸型：結(jié)面大、結(jié)電容大，用在低頻電路 如：整流電路如：整流電路D陰極陰極 陰極陰極 陰極陰極 陰極陰極陽極陽極 陽極陽極 陽極陽極 陽極陽極點(diǎn)接觸型點(diǎn)接觸型面接觸型面接觸型外外 形形符符 號(hào)號(hào)電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章半導(dǎo)體二極管圖片半導(dǎo)體二極管圖片電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章半導(dǎo)體二極管圖片半導(dǎo)體二極管圖片電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章2. 伏安特性伏安特性UBR 反向擊穿電壓反向擊穿電壓

10、 正向特性正向特性死區(qū)電壓死區(qū)電壓 = = 0 0.2V.2V（鍺管）鍺管）0.5V0.5V（硅管）（硅管）UD = = 0.20.3V （鍺管）鍺管）0.60.7V （硅管）（硅管）導(dǎo)通后管壓降：導(dǎo)通后管壓降： 反向特性反向特性，二二極極管管反反向向截截止止時(shí)時(shí)，反反反反0BR IUU擊擊穿穿急急劇劇增增加加，二二極極管管反反向向時(shí)時(shí)，反反反反IUUBR UIo死區(qū)死區(qū)+-+UBRUD電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章UIoUBRUDC20ID 溫度對(duì)二極管的影響溫度對(duì)二極管的影響 溫度升高二極管溫度升高二極管 正向壓降減小正向壓降減小溫度溫度載流子載流子導(dǎo)電能力導(dǎo)電能力等效電阻等效電阻正向壓降正向壓降

11、UD C1T mV2D U溫度升高二極管反向電流增大溫度升高二極管反向電流增大溫度溫度少數(shù)載流子少數(shù)載流子反向電流反向電流溫度每升高溫度每升高10 C。反向電流增大一倍。反向電流增大一倍。C75DU電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章理想二極管的開關(guān)特性理想二極管的開關(guān)特性正向?qū)ㄕ驅(qū)ǚ聪蚪刂狗聪蚪刂?-0D U0D U開關(guān)閉合開關(guān)閉合+-0D I0D I開關(guān)斷開開關(guān)斷開例例由理想二極管組成的電路如圖所示，求電壓由理想二極管組成的電路如圖所示，求電壓UAB。(a)3K6VD12VAB解：圖解：圖(a)+-D 正正向?qū)?，向?qū)?，UD=0電壓電壓UAB=-6V電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章12V3KD1(b)BD

12、26VA(c)B12VD2D13K6VA3V解：圖解：圖(b)D1 導(dǎo)通，導(dǎo)通，UD1= 0， D2 截止截止電壓電壓UAB = 0V解：圖解：圖(c)D1 優(yōu)先優(yōu)先導(dǎo)通，導(dǎo)通，UD1= 0，電壓電壓UAB = -3V-6V-3V，D2 截止截止電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章3. 主要參數(shù)主要參數(shù)（1）最大整流電流）最大整流電流 IDM二極管長期使用時(shí)，允許流過二極管的最大正向二極管長期使用時(shí)，允許流過二極管的最大正向平均電流。（點(diǎn)接觸型平均電流。（點(diǎn)接觸型 UB， DA先導(dǎo)通，先導(dǎo)通， DA起起箝箝位作用，使位作用，使UF=3V。FAB-12V-12V0V+3VDARDBUB UF ，DB截止，截止

13、， 將將UB與與UF隔離隔離DA 、DB，為理想二極管為理想二極管 4. 二極管的二極管的箝箝位和位和隔離隔離應(yīng)用應(yīng)用例例電路中，輸入端電路中，輸入端 UA=+3V ， UB= 0V ， 試求輸出端試求輸出端F的電位的電位UF 。解：解：電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章5. 二極管門電路二極管門電路 F=AB 二極管與門二極管與門 分析分析規(guī)定規(guī)定高電平高電平3V邏輯邏輯“1”低電平低電平0V邏輯邏輯“0” 真值表真值表邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)FABFD1D2AB+12VR電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章FD1D2AB-12VRF=A+B 二極管或門二極管或門 分析分析規(guī)定規(guī)定高電平高電平3V邏輯邏輯

14、“1”低電平低電平0V邏輯邏輯“0” 真值表真值表邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式邏輯符號(hào)邏輯符號(hào)FAB1電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章4.2 特殊二極管特殊二極管1. 1. 結(jié)構(gòu)和符號(hào)結(jié)構(gòu)和符號(hào)4.2.1 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管UIUZminIZminIZmax UZ IZoaUZmaxb-+DZ符號(hào)符號(hào)面接觸型硅二極管面接觸型硅二極管2. 伏安特性伏安特性正向特性與普通硅二極管相同正向特性與普通硅二極管相同 未擊穿區(qū)（未擊穿區(qū)（o a段）段）I0，反向截止，反向截止 擊穿區(qū)（穩(wěn)壓區(qū)擊穿區(qū)（穩(wěn)壓區(qū) a b段）段）特性陡直，電壓基本不變，具有穩(wěn)定電壓作用特性陡直，電壓基本不變，具有穩(wěn)定電壓作用動(dòng)態(tài)電阻：動(dòng)態(tài)電阻：Z

15、ZZIUr 動(dòng)態(tài)電阻愈小穩(wěn)壓效果愈好動(dòng)態(tài)電阻愈小穩(wěn)壓效果愈好 熱擊穿區(qū)（熱擊穿區(qū)（b 點(diǎn)以下線段）點(diǎn)以下線段）maxZZII 過熱燒壞過熱燒壞PN結(jié)結(jié)電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章3. 穩(wěn)壓二極管的參數(shù)穩(wěn)壓二極管的參數(shù)（3）電壓溫度系數(shù)）電壓溫度系數(shù) U（1）穩(wěn)定電壓）穩(wěn)定電壓 UZ穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值（2）動(dòng)態(tài)電阻）動(dòng)態(tài)電阻 越小，穩(wěn)壓越好越小，穩(wěn)壓越好；ZZZIUr Zr 溫度變化溫度變化1 C，穩(wěn)壓值變化的百分?jǐn)?shù)。，穩(wěn)壓值變化的百分?jǐn)?shù)。0V6V40V40V6 UZUZUZUUU，；，；，（4）穩(wěn)定電流）穩(wěn)定電流IZ、最大穩(wěn)定電流、最大穩(wěn)定電流Izmax使用時(shí)穩(wěn)壓管的電流要大于使用時(shí)穩(wěn)壓管

16、的電流要大于IZ，小于最大穩(wěn)定電流，小于最大穩(wěn)定電流Izmax（5）最大允許功耗）最大允許功耗PZM穩(wěn)壓管不發(fā)生熱擊穿的最大功率損耗穩(wěn)壓管不發(fā)生熱擊穿的最大功率損耗maxZZZMIUP 電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章 圖示電路中，圖示電路中，DZ1的的UZ1，DZ2的的UZ2， 正向壓降均為正向壓降均為UD，試求圖中輸出電壓，試求圖中輸出電壓Uo。（a）UODZ1DZ2R 20VR （b）UODZ1DZ220V（c）20VUODZ1 DZ2R（d）20VUODZ1 DZ2R例例解：解：+-+-+-+-+-+-+-+-V95 . 05 . 81 DZoUUUV145 . 55 . 821 ZZoUUUV

17、5 . 52 ZoUUV5 . 0D UUo電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章例例 圖示電路中，圖示電路中，DZ的的UZ=10V，IZmax=8mA，試求電流試求電流IZ ，是否超過，是否超過IZmax ?如果超過，怎么辦如果超過，怎么辦?（已知：（已知：）， 1100900V2021RREDZE+-R1IZR2I1I2UZ解：解：mA1 .1190010201Z1 RUEImA1 .91100102Z2 RUIZmax21ZmA21 .91 .11IIII 如果超過，應(yīng)該增大如果超過，應(yīng)該增大R1 或減小或減小R2 電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章作業(yè)：作業(yè)：4-2、 4-3、4-5、 4-9 電工電子技術(shù)應(yīng)用第

18、4章1. 符號(hào)和特性符號(hào)和特性符號(hào)符號(hào)特性特性u(píng)iO暗電流暗電流E = 200 lxE = 400 lx工作條件：工作條件： 反向偏置反向偏置2. 主要參數(shù)主要參數(shù)電學(xué)參數(shù)：電學(xué)參數(shù)：暗電流，光電流，最高工作范圍暗電流，光電流，最高工作范圍光學(xué)參數(shù)：光學(xué)參數(shù)：光譜范圍，靈敏度，峰值波長光譜范圍，靈敏度，峰值波長實(shí)物照片實(shí)物照片4.2.2. 光電二極管光電二極管電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章4.2.3 發(fā)光二極管發(fā)光二極管 當(dāng)管子接正向電壓當(dāng)管子接正向電壓, ,有電流通過時(shí)有電流通過時(shí), ,會(huì)發(fā)出光線。會(huì)發(fā)出光線。不同半導(dǎo)體材料的二極管發(fā)出的光線的顏色不同。不同半導(dǎo)體材料的二極管發(fā)出的光線的顏色不同。發(fā)

19、光二極管用于信號(hào)指示發(fā)光二極管用于信號(hào)指示 、數(shù)碼管顯示器。、數(shù)碼管顯示器。 發(fā)光二極管是一種將電能轉(zhuǎn)發(fā)光二極管是一種將電能轉(zhuǎn)換成光能的顯示器件。換成光能的顯示器件。 發(fā)光二極管的伏安特性和普通二極管相似，死區(qū)電發(fā)光二極管的伏安特性和普通二極管相似，死區(qū)電壓為，其正向工作電壓為壓為，其正向工作電壓為1.52.5V,工作電流為工作電流為515mA。反向擊穿電壓較低，一般小于反向擊穿電壓較低，一般小于10V。符號(hào)符號(hào)+-磷砷化鎵（磷砷化鎵（GaAsP）材料發(fā)紅光或黃光，磷化鎵）材料發(fā)紅光或黃光，磷化鎵（GaP）材料發(fā)紅光或綠光，氮化鎵（）材料發(fā)紅光或綠光，氮化鎵（GaN）材料發(fā)）材料發(fā)藍(lán)光，碳化硅

20、（藍(lán)光，碳化硅（SiC）材料發(fā)黃光，砷化鎵（）材料發(fā)黃光，砷化鎵（GaAs）材料發(fā)不可見的紅外線。材料發(fā)不可見的紅外線。電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章4.3 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管4.3.1 三極管結(jié)構(gòu)及其放大作用三極管結(jié)構(gòu)及其放大作用B基極基極E發(fā)射極發(fā)射極C集電極集電極NPN型型PNP型型1.結(jié)構(gòu)及類型結(jié)構(gòu)及類型NNP發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電結(jié)BECIBIEICTBECIBIEICTB基極基極E發(fā)射極發(fā)射極C集電極集電極PPN電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章半導(dǎo)體三極管圖片半導(dǎo)體三極管圖片電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極基區(qū)：基區(qū)：摻雜濃度最低摻雜濃度

21、最低并且很薄并且很薄集電區(qū)：集電區(qū)：摻雜濃度較低摻雜濃度較低發(fā)射區(qū)：發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高摻雜濃度最高2.2.晶體管的電流分配關(guān)系和放大作用晶體管的電流分配關(guān)系和放大作用 晶體管的電流放大的條件晶體管的電流放大的條件 內(nèi)部條件內(nèi)部條件 三個(gè)區(qū)摻雜濃度不同，厚薄不同。三個(gè)區(qū)摻雜濃度不同，厚薄不同。 電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章外部條件外部條件 發(fā)射結(jié)加上正向電壓，集電結(jié)加上反向電壓發(fā)射結(jié)加上正向電壓，集電結(jié)加上反向電壓 NNPBEC+BECT+UBE UBC即：即：NPN型型0, 0BCBE UUEBCUUU 或或PPNBEC+BECT+UBE UBC PNP型為：型為：0, 0BCBE UUCBEUU

22、U 或或電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章 晶體管的電流分配關(guān)系晶體管的電流分配關(guān)系 mA AmAIETRBIBECEBICRC+共發(fā)射極放大實(shí)驗(yàn)電路共發(fā)射極放大實(shí)驗(yàn)電路IB (A) 0 20 40 60 80 100IC (mA) 0.005 0.99 2.08 3.17 4.26 5.40IE (mA) 0.005 1.01 2.12 3.23 4.34 5.50晶體管電流測(cè)試數(shù)據(jù)晶體管電流測(cè)試數(shù)據(jù) 電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章IC、IEIB ，IC與與IB之比稱為直流之比稱為直流(靜態(tài)靜態(tài))電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)由由KCL得：得：IE=IC+IB結(jié)論：結(jié)論：，5204.008.2BC II8 .5206

23、.017.3BC IIIC、IEIB ， IC與與 IB之比稱為之比稱為 交流交流(動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài))電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)5 .5402.009.104.006.008.217.33B4B3C4CBC IIIIII；BCII BE1II）（ ；CE1II 電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章IC電子在基區(qū)與空穴復(fù)電子在基區(qū)與空穴復(fù)合，形成電流合，形成電流IB ，復(fù)，復(fù)合機(jī)會(huì)小，合機(jī)會(huì)小， IB小小IBIE發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)向基發(fā)射區(qū)向基區(qū)發(fā)射區(qū)發(fā)射(擴(kuò)擴(kuò)散散)電子，電子，形成發(fā)射極形成發(fā)射極電流電流IE3. 放大原理放大原理BENNPEBRBEC+-+-+發(fā)射到基區(qū)發(fā)射到基區(qū)電子被收集電子被收集和復(fù)

24、合的比和復(fù)合的比例系數(shù)就是例系數(shù)就是電流放大系電流放大系數(shù)數(shù)集電結(jié)反偏，擴(kuò)散到基區(qū)的電集電結(jié)反偏，擴(kuò)散到基區(qū)的電子被收集子被收集(漂移漂移)到集電區(qū)形成到集電區(qū)形成IC ，收集能力強(qiáng)，收集能力強(qiáng)， IC大大C電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章4.3. 2 特性曲線及主要參數(shù)特性曲線及主要參數(shù)ICmA AV1V2UCEUBERBIBECEB 實(shí)驗(yàn)線路實(shí)驗(yàn)線路輸入回路輸入回路輸入特性輸入特性 IB = f（UBE ）| UCE輸出回路輸出回路輸出特性輸出特性 IC = f（UCE ）| IB電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章 死區(qū)電壓，死區(qū)電壓，硅管，鍺管。硅管，鍺管。令令UCE=常數(shù)常數(shù)IB=f（UBE）1. 輸入特性

25、輸入特性工作壓降：工作壓降： UBE 0.60.7V,硅管硅管UBE 0.20.3V 鍺管鍺管IB( A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1V0電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章2. 輸出特性輸出特性1234IC(mA )UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A0 放大區(qū)放大區(qū)BCII 特特征征：電電結(jié)結(jié)反反偏偏條條件件：發(fā)發(fā)射射結(jié)結(jié)正正偏偏、集集EBCUUU 當(dāng)當(dāng)UCE大于一大于一定的數(shù)值時(shí)，定的數(shù)值時(shí)，IC只與只與IB有關(guān)，有關(guān)，IC= IB。此區(qū)域滿足此區(qū)域滿足IC= IB稱為稱為線性區(qū)（放線性區(qū)（放大區(qū)）。大區(qū)）。電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章此區(qū)域中此區(qū)域

26、中 : IB=0,IC=ICEO,UBEUB UE ，PNP型管：型管：UCUBUz Uy,，所以，所以x為集為集電極，電極，y為發(fā)射極，為發(fā)射極，z為基極，管子為為基極，管子為NPN型。型。圖（圖（b）：）：x與與y的電壓為，為鍺管，因的電壓為，為鍺管，因UzUyICS，所以管子工作在飽和區(qū)。，所以管子工作在飽和區(qū)。 mA8.3106.130mA06.153.557.06BCB IIImA7 . 93 . 010110CESCS UI臨臨界界飽飽和和電電流流：電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章+10V 1k IC-2V 5k IB+10V 1 k IC+2V 5kIB(c) (b)（2）因?yàn)榛鶚O偏置電源

27、）因?yàn)榛鶚O偏置電源-2V小于管小于管子的導(dǎo)通電壓，管子的發(fā)射結(jié)反偏，子的導(dǎo)通電壓，管子的發(fā)射結(jié)反偏，管子截止，所以管子工作在截止區(qū)。管子截止，所以管子工作在截止區(qū)。（3）因?yàn)榛鶚O偏置電源）因?yàn)榛鶚O偏置電源+2V大于管大于管子的導(dǎo)通電壓，故管子的發(fā)射結(jié)正子的導(dǎo)通電壓，故管子的發(fā)射結(jié)正偏偏,管子導(dǎo)通，電流管子導(dǎo)通，電流:mA7 .93 .010110mA8 .726.030mA26.053 .057 .02CESCSBCB UIIII因?yàn)橐驗(yàn)镮 IC C 0 感應(yīng)出電子，出現(xiàn)以感應(yīng)出電子，出現(xiàn)以電子導(dǎo)電的電子導(dǎo)電的N型導(dǎo)電溝道型導(dǎo)電溝道 工作原理工作原理 UDSUGSPN+ N+GSDUGS=0時(shí)

28、時(shí)ID=0UGSUTID0當(dāng)當(dāng)UGS = 0時(shí)時(shí) , UDS0， 但但I(xiàn)D = 0。 UDS一定，一定，UGS值越值越大，電場(chǎng)作用越強(qiáng)，大，電場(chǎng)作用越強(qiáng)，導(dǎo)電的溝道越寬，導(dǎo)電的溝道越寬，溝道電阻越小，溝道電阻越小，ID就越大。就越大。開啟電壓開啟電壓UT (UGS(th) 當(dāng)當(dāng)UGSUT , UDS0時(shí)時(shí) , UGS ID 。SD電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章 輸出特性輸出特性 I D(mA) 區(qū)區(qū) 區(qū)區(qū) 區(qū)區(qū)UGS=5V4.5V4V3.5V3V2.5V (UT)0 2 4 6 8 UDS(V)25413常常數(shù)數(shù) GS)(DSDUUfI恒流區(qū)（恒流區(qū)（ 區(qū)）：區(qū)）：UGSUT，UDS較大時(shí)，較大時(shí)，

29、UGS一定，則一定，則ID不變（恒流）。用跨導(dǎo)不變（恒流）。用跨導(dǎo)gm來表示來表示UGS對(duì)對(duì)ID的控制作用。的控制作用?？勺冸娮鑵^(qū)（可變電阻區(qū)（區(qū)）：區(qū)）： UGSUT，UDS很小很小場(chǎng)效應(yīng)管相當(dāng)于一個(gè)壓控電阻場(chǎng)效應(yīng)管相當(dāng)于一個(gè)壓控電阻 UGD=UGSVDSUT 時(shí)時(shí)常常數(shù)數(shù) DSGSDUmUIg截止區(qū)：截止區(qū)：UGSUT 電流電流ID=0管子處于截止?fàn)顟B(tài)。管子處于截止?fàn)顟B(tài)。擊穿區(qū)（擊穿區(qū)（區(qū)）區(qū)）:當(dāng)當(dāng)UDS太大時(shí)，太大時(shí)，PN結(jié)反向擊穿，結(jié)反向擊穿， 使使ID急劇增加，會(huì)造成管子損壞。急劇增加，會(huì)造成管子損壞。電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章12ID(mA) 4UT0 2 4 6 8 UGS(V)8

30、26UDS=常數(shù)常數(shù) 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移特性特性 常常數(shù)數(shù) DS)(GSDUUfI2TGSDSSD1）（UUII 其中其中IDSS是是UGS=2UT 時(shí)的時(shí)的ID值值 2.溝道耗盡型溝道耗盡型MOS管管 GSD耗盡耗盡型型NMOS管管柵極柵極 漏極漏極 源極源極 b襯底襯底GSPN+ N+D預(yù)埋了導(dǎo)電溝道預(yù)埋了導(dǎo)電溝道 電工電子技術(shù)應(yīng)用第4章I D(mA)3V2V1VUGS= 0V-1V-2V0 4 8 12 14 UDS(V)410 826區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)-4 -2 0 2 4 UGS(V)ID(mA) 4UP826UDS=常數(shù)常數(shù) 耗盡型耗盡型NMOS管輸出特性管輸出特性耗盡型耗盡型NMOS管轉(zhuǎn)移特性管轉(zhuǎn)移特性UP (UGS(off)夾斷電壓夾斷電壓 UGS = UP (UG