2.第14章二極管和晶體管

1、第14章 半導(dǎo)體器件14.3 二極管14.4 穩(wěn)壓二極管14.5 雙極型晶體管14.2 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?4.1 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性14.6 光電器件第14章 二極管和晶體管本章要求：一、了解半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性，本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體中自 由電子和空穴的產(chǎn)生過程和數(shù)量差異及溫度對半導(dǎo)體器 件穩(wěn)定性的影響。二、了解PN結(jié)及其單向?qū)щ娦浴Ｈ?、了解二極管的結(jié)構(gòu)和類型，理解二極管的伏安特性和主 要參數(shù)的意義，并對重要參數(shù)有數(shù)量級的概念。四、了解穩(wěn)壓二極管的結(jié)構(gòu)和伏安特性，會(huì)用穩(wěn)壓二極管組 成穩(wěn)壓電路。五、熟悉晶體管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電流放大原理，理解其伏安特 性曲線和主要參數(shù)的意義，熟悉晶體管在放大區(qū)、截止

2、 區(qū)和飽和區(qū)工作時(shí)所需的外部條件。六、了解常用光電器件的工作原理。 學(xué)會(huì)用工程觀點(diǎn)分析問題，就是根據(jù)實(shí)際情況，對器件的數(shù)學(xué)模型和電路的工作條件進(jìn)行合理的近似，以便用簡便的分析方法獲得具有實(shí)際意義的結(jié)果。 對電路進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，只要能滿足技術(shù)指標(biāo)，就不要過分追究精確的數(shù)值。工程上允許一定的誤差、采用合理估算的方法。 對于元器件，重點(diǎn)放在特性、技術(shù)指標(biāo)和正確使用方法，不要過分追究其內(nèi)部機(jī)理。討論器件的目的在于應(yīng)用。14.1 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性半導(dǎo)體導(dǎo)體 自然界中很容易導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體，金屬一 般都是導(dǎo)體。絕緣體 有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為絕緣體，如橡膠、 陶瓷、塑料和石英。半導(dǎo)體 導(dǎo)電能力處于導(dǎo)體和

3、絕緣體之間的物質(zhì)，稱為半導(dǎo)體，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。半導(dǎo)體器件優(yōu)點(diǎn)：體積小、重量輕、輸入功率小、功率轉(zhuǎn)換效率高等。14.1 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性：(可做成溫度敏感元件，如熱敏電阻)。摻雜性：往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，導(dǎo)電 能力明顯改變 (可做成各種不同用途的半導(dǎo)體器件，如二 極管、三極管和晶閘管等）。光敏性：當(dāng)受到光照時(shí)，導(dǎo)電能力明顯變化 (可做成各種光敏元件，如光敏電阻、光 敏二極管、光敏三極管等)。熱敏性：當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，導(dǎo)電能力顯著增強(qiáng)14.1.1 本征半導(dǎo)體 完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體。晶體中原子的排列方式硅單晶中的共價(jià)健結(jié)構(gòu)共

4、價(jià)健共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子，稱為價(jià)電子。SiSiSiSi價(jià)電子SiSiSiSi價(jià)電子 價(jià)電子在獲得一定能量（溫度升高或受光照）后，即可掙脫原子核的束縛，成為自由電子（帶負(fù)電），同時(shí)共價(jià)鍵中留下一個(gè)空位，稱為空穴（帶正電）。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理： 這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。空穴 溫度愈高，晶體中產(chǎn)生的自由電子便愈多。自由電子 在外電場的作用下，空穴吸引相鄰原子的價(jià)電子來填補(bǔ)，而在該原子中出現(xiàn)一個(gè)空穴，其結(jié)果相當(dāng)于空穴的運(yùn)動(dòng)（相當(dāng)于正電荷的移動(dòng)）。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理： 當(dāng)半導(dǎo)體兩端加上外電壓時(shí)，在半導(dǎo)體中將出現(xiàn)兩部分電流：(1)自由電子作定向運(yùn)動(dòng) 電子電流 (2)價(jià)電子遞補(bǔ)空穴 空穴電流注意：(1) 本

5、征半導(dǎo)體中載流子數(shù)目極少, 其導(dǎo)電性能很差；(2) 溫度愈高，載流子的數(shù)目愈多,半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能也就愈好。所以，溫度對半導(dǎo)體器件性能影響很大。 自由電子和空穴都稱為載流子。 自由電子和空穴成對地產(chǎn)生的同時(shí)，又不斷復(fù)合。在一定溫度下，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，半導(dǎo)體中載流子便維持一定的數(shù)目。14.1.2 N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體 摻雜后自由電子數(shù)目大量增加，自由電子導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式，稱為電子半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體。摻入五價(jià)元素SiSiSiSip+多余電子磷原子在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€(gè)電子變?yōu)檎x子 在本征半導(dǎo)體中摻入微量的雜質(zhì)（某種元素）,形成雜質(zhì)半導(dǎo)體。 在 N 型半導(dǎo)

6、體中自由電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子。14.1.2 N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體 摻雜后空穴數(shù)目大量增加，空穴導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式，稱為空穴半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體。摻入三價(jià)元素 Si Si Si Si 在P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，自由電子是少數(shù)載流子。B硼原子接受一個(gè)電子變?yōu)樨?fù)離子空穴注意：無論N型或P型半導(dǎo)體都是中性的，對外不顯電性。小 結(jié)2. N型半導(dǎo)體：電子是多子，其中大部分是摻雜提供的電子；空穴是少子，少子的遷移也能形成電流，由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子。近似認(rèn)為多子與雜質(zhì)濃度相等。3. P型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是少子。本征半導(dǎo)體中受激發(fā)（熱激發(fā)即本征激發(fā)）產(chǎn)

7、生的電子和空穴成對出現(xiàn)，數(shù)量很少。4. 雜質(zhì)半導(dǎo)體：多子數(shù)（多子濃度）主要由摻雜濃 度決定，受溫度影響較?。欢僮樱ㄉ僮訚舛龋?主要由本征激發(fā)決定，所以受溫度影響較大。 1. 在雜質(zhì)半導(dǎo)體中多子的數(shù)量主要與 （a. 摻雜濃度、b.溫度）有關(guān)。 2. 在雜質(zhì)半導(dǎo)體中少子的數(shù)量主要與 （a. 摻雜濃度、b.溫度）有關(guān)。 3. 當(dāng)溫度升高時(shí)，少子的數(shù)量 （a. 減少、b. 不變、c. 增多）。abc 4. 在外加電壓的作用下，P 型半導(dǎo)體中的電流主要是 ，N 型半導(dǎo)體中的電流主要是 。 （a. 電子電流、b.空穴電流） ba14.2 PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?4.2.1 PN結(jié)的形成多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場

8、少子的漂移運(yùn)動(dòng)濃度差P型半導(dǎo)體N 型半導(dǎo)體 內(nèi)電場越強(qiáng)，漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，而漂移使空間電荷區(qū)變薄?？臻g電荷區(qū)也稱PN結(jié)。 擴(kuò)散和漂移這一對相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。+動(dòng)畫3形成空間電荷區(qū)擴(kuò)散的結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬。 漂移 運(yùn)動(dòng)：載流子在電場作用下的定向運(yùn)動(dòng)。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)：由于濃度差引起的非平衡載流子的運(yùn)動(dòng)。14.2.2 PN結(jié)的單向?qū)щ娦?.PN 結(jié)加正向電壓（正向偏置）PN 結(jié)變窄 P接正、N接負(fù) 外電場IF 內(nèi)電場被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)，形成較大的擴(kuò)散電流。 PN 結(jié)加正向電壓時(shí)，PN結(jié)變窄，正向電流較大，正向電阻較小，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。內(nèi)電場PN+動(dòng)畫4+2. PN

9、 結(jié)加反向電壓（反向偏置） P接負(fù)、N接正 動(dòng)畫5PN 結(jié)變寬外電場IR+內(nèi)電場PN+ 內(nèi)電場被加強(qiáng)，少子的漂移加強(qiáng)，由于少子數(shù)量很少，形成很小的反向電流。溫度越高少子的數(shù)目越多，反向電流將隨溫度增加。 PN 結(jié)加反向電壓時(shí)，PN結(jié)變寬，反向電流較小，反向電阻較大，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。 PN結(jié)的單向?qū)щ娦?PN結(jié)的上述“正向?qū)?，反向阻斷”作用，說明它具有單向?qū)щ娦?，PN結(jié)的單向?qū)щ娦允撬鼧?gòu)成半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)。 由于常溫下少數(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)，反向電流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。反向飽和電流由于很小一般可以忽略

10、，從這一點(diǎn)來看，PN結(jié)對反向電流呈高阻狀態(tài)，也就是所謂的反向阻斷作用。 值得注意的是，由于本征激發(fā)隨溫度的升高而加劇，導(dǎo)致電子空穴對增多，因而反向電流將隨溫度的升高而成倍增長。反向電流是造成電路噪聲的主要原因之一，因此，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，必須考慮溫度補(bǔ)償問題。 PN結(jié)中反向電流的討論2. 半導(dǎo)體受溫度和光照影響，產(chǎn)生本征激發(fā)現(xiàn)象而出現(xiàn)電子、空穴對；同時(shí)，其它價(jià)電子又不斷地 “轉(zhuǎn)移跳進(jìn)”本征激發(fā)出現(xiàn)的空穴中，產(chǎn)生價(jià)電子與空穴的復(fù)合。在一定溫度下，電子、空穴對的激發(fā)和復(fù)合最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)下，半導(dǎo)體中的載流子濃度一定，即反向電流的數(shù)值基本不發(fā)生變化。1. 半導(dǎo)體中少子的濃度雖然很低 ，但少

11、子對溫度非常敏感，因此溫度對半導(dǎo)體器件的性能影響很大。而多子因濃度基本上等于雜質(zhì)原子的摻雜濃度，所以說多子的數(shù)量基本上不受溫度的影響。 4. PN結(jié)的單向?qū)щ娦允侵福篜N結(jié)正向偏置時(shí)，呈現(xiàn)的電阻很小幾乎為零，因此多子構(gòu)成的擴(kuò)散電流極易通過PN結(jié)；PN結(jié)反向偏置時(shí)，呈現(xiàn)的電阻趨近于無窮大，因此電流無法通過被阻斷。3. 空間電荷區(qū)的電阻率很高，是指其內(nèi)電場阻礙多數(shù)載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的作用，由于這種阻礙作用，使得擴(kuò)散電流難以通過空間電荷區(qū)，即空間電荷區(qū)對擴(kuò)散電流呈現(xiàn)高阻作用。學(xué)習(xí)與歸納14.3 二極管14.3.1 基本結(jié)構(gòu)(a) 點(diǎn)接觸型(b)面接觸型 結(jié)面積小、結(jié)電容小、正向電流小。用于檢波和變頻等高

12、頻電路。 結(jié)面積大、正向電流大、結(jié)電容大，用于低頻大電流整流電路。(c) 平面型 用于集成電路制作工藝中。PN結(jié)結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。Diode陰極引線陽極引線二氧化硅保護(hù)層P型硅N型硅( c ) 平面型金屬觸絲陽極引線N型鍺片陰極引線外殼( a ) 點(diǎn)接觸型鋁合金小球N型硅陽極引線PN結(jié)金銻合金底座陰極引線( b ) 面接觸型圖14.3.1 二極管的結(jié)構(gòu)和符號 二極管的結(jié)構(gòu)示意圖陰極陽極( d ) 符號D14.3 二極管14.3.2 伏安特性硅管0.5V,鍺管0.1V。反向擊穿電壓U(BR)導(dǎo)通壓降 外加電壓大于死區(qū)電壓二極管才能導(dǎo)通。 外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊

13、穿，失去單向?qū)щ娦?。正向特性反向特性特點(diǎn)：非線性硅0.60.8V鍺0.20.3V死區(qū)電壓PN+PN+ 反向電流在一定電壓范圍內(nèi)保持常數(shù)。UI/mAI/A014.3.3 主要參數(shù)1. 最大整流電流IOM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。2. 反向工作峰值電壓URWM是保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓，一般是二極管反向擊穿電壓UBR的一半或三分之二。二極管擊穿后單向?qū)щ娦员黄茐模踔吝^熱而燒壞。3. 反向峰值電流IRM指二極管加最高反向工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦圆?，IRM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,鍺管的反向電流較大，

14、為硅管的幾十到幾百倍。二極管的單向?qū)щ娦?1.二極管加正向電壓（正向偏置，陽極接正、陰極接負(fù)）時(shí)，二極管處于正向?qū)顟B(tài)，二極管正向電阻較小，正向電流較大。 2.二極管加反向電壓（反向偏置，陽極接負(fù)、陰極接正）時(shí)，二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài)，二極管反向電阻較大，反向電流很小。 3.外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向?qū)щ娦浴?4.二極管的反向電流受溫度的影響，溫度愈高反向電流愈大。你會(huì)做嗎？何謂死區(qū)電壓？硅管和鍺管死區(qū)電壓的典型值各為多少？ 把一個(gè)1.5V的干電池直接正向聯(lián)接到二極管的兩端，會(huì)出現(xiàn)什么問題？檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果為什么二極管的反向電流很小且具有飽和性？當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)又會(huì)明顯增大

15、？二極管的測試1.二極管極性的判定 將紅、黑表筆分別接二極管的兩個(gè)電極，若測得的電阻值很?。◣浊W以下），則黑表筆所接電極為二極管正極，紅表筆所接電極為二極管的負(fù)極；若測得的阻值很大（幾百千歐以上），則黑表筆所接電極為二極管負(fù)極，紅表筆所接電極為二極管的正極。（指針式萬用表。若為數(shù)字式萬用表，其內(nèi)部電源極性正好相反）2.二極管好壞的判定（1）若測得的反向電阻很大（幾百千歐以上）， 正向電阻較?。◣浊W以下），表明二極管 性能良好。（2）若測得的反向電阻和正向電阻都很小，表明 二極管短路，已損壞。（3）若測得的反向電阻和正向電阻都很大，表明 二極管斷路，已損壞。 二極管電路分析舉例 定性分析：判

16、斷二極管的工作狀態(tài)導(dǎo)通截止否則，正向管壓降硅:0.60.8V鍺:0.20.3V 分析方法：將二極管斷開，分析二極管兩端電位的高低或所加電壓UD的正負(fù)。若 V陽 V陰 或 UD為正(正向偏置)，二極管導(dǎo)通若 V陽 V陰 二極管導(dǎo)通若忽略管壓降，二極管可看作短路，UAB = 6V否則， UAB低于6V一個(gè)管壓降，為6.3或6.7V例2： 取 B 點(diǎn)作參考點(diǎn)，斷開二極管，分析二極管陽極和陰極的電位。 在這里，二極管起鉗位作用。 D6V12V3kBAUAB+兩個(gè)二極管的陰極接在一起取 B 點(diǎn)作參考點(diǎn)，斷開二極管，分析二極管陽極和陰極的電位。V1陽 =6 V，V2陽=0 V，V1陰 = V2陰= 12

17、VUD1 = 6V，UD2 =12V UD2 UD1 D2 優(yōu)先導(dǎo)通， D1截止。若忽略管壓降，二極管可看作短路，UAB = 0 V例3:D1承受反向電壓為6 V流過 D2 的電流為求：UAB 在這里， D2 起鉗位作用， D1起隔離作用。 BD16V12V3kAD2UAB+ui 8V，二極管導(dǎo)通，可看作短路 uo = 8V ui 8V，二極管截止，可看作開路 uo = ui已知： 二極管是理想的，試畫出 uo 波形。8V例4：ui18V參考點(diǎn)二極管陰極電位為 8 VD8VRuoui+14.4 穩(wěn)壓二極管1. 符號 UZIZIZM UZ IZ2. 伏安特性 穩(wěn)壓管正常工作時(shí)加反向電壓.使用時(shí)要

18、加限流電阻 穩(wěn)壓管反向擊穿后，電流變化很大，但其兩端電壓變化很小，利用此特性，穩(wěn)壓管在電路中可起穩(wěn)壓作用。_+UIO3. 主要參數(shù)(1) 穩(wěn)定電壓UZ 穩(wěn)壓管正常工作(反向擊穿)時(shí)管子兩端的電壓。(2) 電壓溫度系數(shù) 環(huán)境溫度每變化1C引起穩(wěn)壓值變化的百分?jǐn)?shù)。(3) 動(dòng)態(tài)電阻(4) 穩(wěn)定電流IZ 、最大穩(wěn)定電流IZM(5) 最大允許耗散功率 PZM =UZ IZMrZ愈小，曲線愈陡，穩(wěn)壓性能愈好。（1）穩(wěn)壓二極管正負(fù)極的判別（2）穩(wěn)壓管穩(wěn)壓時(shí)，一定要外加反向電壓，保 證管子工作在反向擊穿區(qū)。當(dāng)外加的反向 電壓值大于或等于UZ時(shí)，才能起到穩(wěn)壓作 用；若外加的電壓值小于UZ，穩(wěn)壓二極管 相當(dāng)于普通

19、的二極管使用。 （3） 在穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路中，一定要配合限流 電阻的使用，保證穩(wěn)壓管中流過的電流 在規(guī)定的范圍之內(nèi)。使用穩(wěn)壓二極管時(shí)應(yīng)該注意的事項(xiàng)穩(wěn)壓管只有與適當(dāng)?shù)碾娮柽B接才能起到穩(wěn)壓作用。U/VI/AIZIZmaxUZIZUZiUIZIZULR0URR叫限流電阻，使流經(jīng)穩(wěn)壓二極管的電流在其安全范圍內(nèi)。例1：如圖，已知UZ=10V，負(fù)載電壓UL（ ） （） 5 （）10 （）15 （）20AVS20V15K5KUL例2：已知ui = 6sint，UZ =3V，畫輸出波形。 VS uiuO6ui (V)t3uOt314.5 雙極型晶體管14.5.1 基本結(jié)構(gòu)NNP基極發(fā)射極集電極NPN型BECBE

20、CPNP型PPN基極發(fā)射極集電極符號BECIBIEICBECIBIEICNPN型三極管PNP型三極管BaseEmitterCollectorTransistor基區(qū)：最薄，摻雜濃度最低發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECNNP基極發(fā)射極集電極結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：集電區(qū)：面積最大14.5.2 電流分配和放大原理1. 三極管放大的外部條件：BECNNPEBRBECRC發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏 PNP發(fā)射結(jié)正偏 VBVE集電結(jié)反偏 VCVE集電結(jié)反偏 VCVB 為了了解三極管的電流分配原則及其放大原理，首先做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)電路如圖14.5.1所示。在電路中，要給三極管的發(fā)射結(jié)加正向電壓，集電結(jié)加反向電壓，保證

21、三極管能起到放大作用。改變可變電阻Rb的值，則基極電流IB、集電極電流IC和發(fā)射極電流IE都發(fā)生變化，電流的方向如圖中所示。 圖14.5.1 三極管電流放大的實(shí)驗(yàn)電路由實(shí)驗(yàn)及測量結(jié)果可以得出以下結(jié)論:（1）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的每一列數(shù)據(jù)均滿足關(guān)系： IE=IC+IB ；此結(jié)果符合基爾霍夫電流定律。（2）每一列數(shù)據(jù)都有ICIB，而且有IC與IB的比值近似相等。對表中任兩列數(shù)據(jù)求IC和IB變化量的比值，結(jié)果仍然近似相等。IB(mA)IC(mA)IE(mA)00.020.040.060.080.100.0010.701.502.303.103.950,UBCUBE。IC/mAUCE/V100 A 80A 6

22、0 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =0(2) 截止區(qū)對NPN型硅管，當(dāng)UBE0.5V時(shí), 即已開始截止, 為使晶體管可靠截止 , 常使 UBE 0。截止時(shí), 集電結(jié)也處于反向偏置(UBC 0),此時(shí), IC 0, UCE UCC 。IB = 0 的曲線以下的區(qū)域稱為截止區(qū)。IB = 0 時(shí), IC = ICEO(很小)。(ICEO0.001mA)截止區(qū)IC/mAUCE/V100 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =0(3) 飽和區(qū) 在飽和區(qū)，IB IC，發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)也處于正偏。 深度飽和

23、時(shí)， 硅管UCES 0.3V， 鍺管UCES 0.1V。 IC UCC/RC 。 當(dāng) UCE 0)，晶體管工作于飽和狀態(tài)。飽和區(qū)晶體管三種工作狀態(tài)的電壓和電流(a)放大+ UBE 0 ICIB+UCE UBC 0+(b)截止IC 0 IB = 0+ UCE UCC UBC 0 IB+ UCE 0 UBC 0+ 當(dāng)晶體管飽和時(shí)， UCE 0，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?。划?dāng)晶體管截止時(shí)，IC 0 ，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，晶體管除了有放大作用外，還有開關(guān)作用。 0 0.1 0.5 0.1 0.6 0.7 0.2 0.3 0.3 0.1 0.

24、7 0.3硅管(NPN)鍺管(PNP) 可靠截止開始截止 UBE/V UBE/VUCE/V UBE/V 截 止 放大 飽和 工 作 狀 態(tài) 管 型晶體管結(jié)電壓的典型值14.5.4 主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)，直流電流放大系數(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)， 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)。注意： 和 的含義不同，但在特性曲線近于平行等距并且ICE0 較小的情況下，兩者數(shù)值接近。常用晶體管的 值在20 200之間。例：UCE= 6 V時(shí)， 在 Q1 點(diǎn)IB=40A, IC=1.5mA； 在 Q2 點(diǎn)IB=60 A, IC=2.3mA。在以

25、后的計(jì)算中，一般作近似處理： = 。IB=020A40A60A80A100A36IC(mA )1234UCE(V)9120Q1Q2在 Q1 點(diǎn)，有由 Q1 和Q2點(diǎn)，得2.集-基極反向截止電流 ICBO ICBO是由少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)所形成的電流，受溫度的影響大。 溫度ICBOICBOA+EC3.集-射極反向截止電流(穿透電流)ICEOAICEOIB=0+ ICEO受溫度的影響大。溫度ICEO，所以IC也相應(yīng)增加。三極管的溫度特性較差。4. 集電極最大允許電流 ICM5. 集-射極反向擊穿電壓U(BR)CEO 集電極電流 IC上升會(huì)導(dǎo)致三極管的值的下降，當(dāng)值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電

26、流即為 ICM。 當(dāng)集射極之間的電壓UCE 超過一定的數(shù)值時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手冊上給出的數(shù)值是25C、基極開路時(shí)的擊穿電壓U(BR) CEO。6. 集電極最大允許耗散功耗PCM PCM取決于三極管允許的溫升，消耗功率過大，溫升過高會(huì)燒壞三極管。 PC PCM =IC UCE 硅管允許結(jié)溫約為150C，鍺管約為7090C。ICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)由三個(gè)極限參數(shù)可畫出三極管的安全工作區(qū)ICUCEO晶體管參數(shù)與溫度的關(guān)系1、溫度每增加10C，ICBO增大一倍。硅管優(yōu) 于鍺管。2、溫度每升高 1C，UBE將減?。?2.5)mV， 即晶體管具有負(fù)溫度系數(shù)。3、溫度每升高 1

27、C， 增加 0.5%1.0%。 晶體管的發(fā)射極和集電極是不能互換使用的。因?yàn)榘l(fā)射區(qū)和集電區(qū)的摻雜質(zhì)濃度差別較大，如果把兩個(gè)極互換使用，則嚴(yán)重影響晶體管的電流放大能力，甚至造成放大能力喪失。晶體管的發(fā)射極和集電極能否互換使用？為什么? 晶體管在輸出特性曲線的飽和區(qū)工作時(shí)，UCE UB UE PNP： UC UB UE）解：（1） 硅管 、NPN管A：基極 ；B: 發(fā)射極； C: 集電極（2） 鍺管 、 PNP管A: 基極； B: 發(fā)射極 ； C: 集電極例2：有三只三極管，分別為 鍺管150，ICBO2A； 硅管100，ICBO1A； 硅管40，ICEO41A；試從和溫度穩(wěn)定性選擇一只最佳的管子。 解： 值大，但I(xiàn)CBO也大，溫度穩(wěn)定性較差； 值較大，ICBO1A，ICEO101 A ； 值較小，ICEO41A， ICBO1A。 、 ICBO相等，但 的 較大，故 較好。 發(fā)光二極管是一種能把電能直接轉(zhuǎn)換成光能的固體發(fā)光元件。發(fā)光二極管和普通二極管一樣，管芯由PN結(jié)構(gòu)成，具有單向?qū)щ娦浴?單個(gè)發(fā)光二極管常作為電子設(shè) 備通斷指示燈或快速光