15第十五講：二極管與三極管分析

觀點與提要電路的理論必定是電子技術(shù)的基礎(chǔ)，電子技術(shù)讓電子的運動更好地受控。導體材料的選擇，導體材料的易性，材料組合的變更，操控方法的變更，構(gòu)成了電子運動的操控技術(shù)與應用。怎么還有半導體？什么是本征半導體？為何摻雜半導體？有哪些摻雜半導體？如何出了個PN結(jié)？怎么就成了二極管？拼成了PNP和NPN，怎么就成了三極管？試著看二、三極管能有何突出的特性？1絢麗的文化----道家圣地·終南山樓觀說經(jīng)臺同學們好！兕[sì]2為學日益為道日損為而不得寵辱不驚“為學者”每天益學增智，不僅在數(shù)量，學而在于化之心靈。“聞道者”學智滋養(yǎng)心性，成就于氣質(zhì)，歲歲至于自然之本。3第十四講

半導體二極管和三極管一、半導體基礎(chǔ)學問二、半導體二極管三、半導體三極管4一、半導體基礎(chǔ)學問

導電性介于導體與絕緣體之間的物質(zhì)稱為半導體。1、什么是半導體？導體－－鐵、鋁、銅等金屬元素，最外層電子在外電場作用下很簡潔產(chǎn)生定向移動，形成電流。絕緣體－－惰性氣體、橡膠等，最外層電子受原子核的束縛力很強，只有在外電場強到確定程度時才可能導電。5本征半導體是純凈晶體結(jié)構(gòu)半導體。2、什么是本征半導體？

半導體－－硅（Si）、鍺（Ge），均為四價元素，它們原子的最外層電子受原子核的束縛力介于導體與絕緣體之間。無雜質(zhì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)6平面結(jié)構(gòu)立體結(jié)構(gòu)+4+4+4+4+4+4+4+4+4完全純凈的晶體結(jié)構(gòu)的半導體7兩種載流子3、本征半導體中有兩種載流子在電場作用下能作定向運動的帶電粒子稱為載流子。自由電子有負電性空穴有正電性8當外加電場時，帶負電的自由電子和帶正電的空穴均參與導電，且運動方向相反。

由于本征半導體載流子數(shù)目很少，故導電性很差。94、雜質(zhì)半導體

1）

N型半導體5價磷（P）

雜質(zhì)半導體主要靠多數(shù)載流子導電。摻入5價磷多，電子濃度增加，導電性增加！多數(shù)載流子——自由電子102）P型半導體3價硼（B）多數(shù)載流子——空穴P型半導體主要靠空穴導電。摻入3價硼多，空穴濃度越高，導電性越強。11摻入雜質(zhì)越多多子濃度越高導電性能越強并實現(xiàn)導電性可控N型半導體——電子多P型半導體——空穴多125、PN結(jié)的形成讓它們成為一體吧！將會發(fā)生什么？13物質(zhì)因濃度差而產(chǎn)生的運動稱為擴散運動。氣體、液體、固體均有之——半導體是固體，也不例外。擴散運動P區(qū)空穴濃度遠高于N區(qū)。N區(qū)自由電子濃度遠高于P區(qū)。14擴散運動使靠近接觸面的P區(qū)空穴濃度降低——顯負電使靠近接觸面的N區(qū)自由電子濃度降低——顯正電15擴散運動——產(chǎn)生了內(nèi)電場16PN結(jié)內(nèi)電場——阻礙著擴散接著擴散平衡時的內(nèi)電場即PN結(jié)176、PN結(jié)的單向?qū)щ娦訮N結(jié)上加正向電壓導通：由于外電源的作用，內(nèi)電場變窄，平衡破壞，擴散加劇，形成擴散電流，PN結(jié)處于導通狀態(tài)。這個必要嗎？18PN結(jié)上加反向電壓截止：內(nèi)電場變寬，阻擋擴散運動，可近似認為其截止。19二、半導體二極管

1、二極管的組成將PN結(jié)封裝，引出兩個電極，就構(gòu)成了二極管。20小功率二極管大功率二極管穩(wěn)壓二極管發(fā)光二極管+++2、二極管外形及陽極識別21人皆知有用之用，而不知無用之用矣。海南三亞南山不老松22點接觸型：允許電流小，工作頻率高。面接觸型：允許的電流大，工作頻率低。平面型：工作頻率高，允許的電流大。3、二極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)23

4、二極管的伏安特性二極管的電流與其端電壓的關(guān)系稱為伏安特性。24正向開啟電壓反向飽和電流反向擊穿電壓正向?qū)娏?55、穩(wěn)壓二極管進入穩(wěn)壓區(qū)的最小電流不至于損壞的最大電流由一個PN結(jié)組成，反向擊穿后在確定的電流范圍內(nèi)端電壓能保持基本不變。26

若穩(wěn)壓管的電流太小則不穩(wěn)壓，若穩(wěn)壓管的電流太大則會因功耗過大而損壞，因而穩(wěn)壓管電路中必需有限制穩(wěn)壓管電流的限流電阻！電路中必需有限流電阻27

1、三極管的結(jié)構(gòu)和符號三、晶體三極管晶體管有三個極、三個區(qū)、兩個PN結(jié)晶體管有NPN型和PNP型種結(jié)構(gòu)28小功率管中功率管大功率管為什么有孔？29三極管的管腳識別302、三極管的放大原理擴散運動形成放射極電流IE，復合運動形成基極電流IB，漂移運動形成集電極電流IC。BE間PN正偏：放射區(qū)多子濃度高，大量電子從放射區(qū)擴散到基區(qū)。基區(qū)薄，多子濃度低，只有極少數(shù)擴散到基區(qū)的電子能與空穴復合。BC間PN反偏：集電區(qū)面積大，外電場作用使大部分擴散到基區(qū)的電子漂移到集電區(qū)。31一群餓狗被擋在了放射結(jié)的墻外加適當?shù)恼螂妷悍派浣Y(jié)的墻倒啦餓狗到了基區(qū)基區(qū)就幾個舊骨頭（空穴少）幾個傻狗追進基極集電結(jié)墻外才是新鹵的肉骨頭放射結(jié)是下坡，再加反向電壓引誘多數(shù)餓狗順坡進了集電極享用去了323、三極管的放大條件334、電流支配IE＝IB＋IC34（直流）電流放大系數(shù)355、三極管的共射輸入特性為什么像PN結(jié)的伏安特性？366、三極管的共射輸出特性對應一個IB就有一條iC隨uCE變更的曲線。對應一個△iB就有一條△iC隨uCE變更的曲線。37飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)7、三極管的三個工作區(qū)38為什么進入放大狀態(tài)曲線幾乎是橫軸的平行線？為什么uCE較小時iC隨uCE變更很大？398、三極管三個區(qū)的工作條件40常理小結(jié)半導體的導電性能介于導體與絕緣體之間本征半導體導電