第一章 基本半導(dǎo)體分立器件ok

1第1章 常用半導(dǎo)體器件1.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)1.2半導(dǎo)體二極管1.3晶體三極管1.4場(chǎng)效應(yīng)管1.5單結(jié)晶體管和晶閘管……21.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)1.1.1

本征半導(dǎo)體1.1.2

雜質(zhì)半導(dǎo)體1.1.3

PN結(jié)3導(dǎo)體：電阻率小于10-4Ω.cm，很容易導(dǎo)電，稱為導(dǎo)體.如銅、鋁、銀等金屬材料；絕緣體：電阻率大于1010Ω.cm，很難導(dǎo)電，稱為絕緣體，如塑料、橡膠、陶瓷等材料；半導(dǎo)體：電阻率在10-3~109Ω.cm，導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間，例如硅(Si)和鍺(Ge)等半導(dǎo)體材料；半導(dǎo)體材料制作電子器件的原因?不是因?yàn)樗膶?dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間，而是在于半導(dǎo)體材料具有熱敏性、光敏性和摻雜性。4半導(dǎo)體材料制作電子器件的原因?1、熱敏性：是半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力隨著溫度的升高而迅速增加，例如純凈鍺從20℃升高到30℃時(shí)，電阻率下降為原來的1/2；2、光敏性：半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力隨光照的變化有顯著改變的特性；例如硫化鎘薄膜在暗處：電阻為幾十MΩ。光照：電阻下降為幾十KΩ3、摻雜性：是半導(dǎo)體導(dǎo)能力，因摻入適量的雜質(zhì)而發(fā)生很大的變化，例如在半導(dǎo)體硅中，只要摻入億分之一的硼雜質(zhì)，電阻率下降到原來的幾萬分之一，利用這一特性，可以制造出不同性能不同用途的半導(dǎo)體器件。51、本征半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)把非常純凈的,原子結(jié)構(gòu)排列非常整齊的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。1.1.１

本征半導(dǎo)體6硅原子電子數(shù)為14，最外層電子為四個(gè)。鍺原子電子數(shù)為32，最外層電子為四個(gè)。常把原子核和內(nèi)層電子數(shù)看作一個(gè)整體，稱為慣性核。由于原子呈中性，慣性核帶＋4單位正電荷。這樣，慣性核和外層價(jià)電子構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)化的原子結(jié)構(gòu)模型。硅(鍺)的原子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型+4+14284+3228184硅(鍺)的原子結(jié)構(gòu)硅鍺SiGe1.1.１

本征半導(dǎo)體7+4+4+4+4+4+4+4+4+4共價(jià)鍵A．硅原子電子數(shù)為14，最外層電子為四個(gè)，是四價(jià)元素B、硅原子結(jié)合方式是共價(jià)鍵結(jié)合：(i)每個(gè)價(jià)電子都要受到相鄰兩個(gè)原子核的束縛;(ii)半導(dǎo)體的價(jià)電子既不象導(dǎo)體的價(jià)電子那樣容易掙脫成為自由電子，也不象絕緣體中被束縛，所以其導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間1、本征半導(dǎo)體的原子結(jié)構(gòu)——共價(jià)鍵結(jié)合，以硅原子為例。1.1.１

本征半導(dǎo)體8+4+4+4+4+4+4+4+4+4共價(jià)鍵2、本征半導(dǎo)體的激發(fā)與復(fù)合空穴自由電子空穴A、本征激發(fā)—

電子、空穴對(duì)的產(chǎn)生B、電子與空穴的復(fù)合D、最后達(dá)到動(dòng)態(tài)的平衡C、空穴是可以移動(dòng)的，其實(shí)是共價(jià)鍵的電子依次填補(bǔ)空穴，形成空穴的移動(dòng)1.1.１

本征半導(dǎo)體9本征半導(dǎo)體小結(jié)：

本征半導(dǎo)體帶正電荷的空穴1、本征半導(dǎo)體中兩種載流子：①.是帶負(fù)電荷的自由電子；②.是帶正電荷的空穴。2、本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成：

①.自由電子移動(dòng)產(chǎn)生的電流。

②.空穴移動(dòng)產(chǎn)生的電流。帶負(fù)電荷的自由電子103、溫度越高，載流子的濃度越高，導(dǎo)電能力越強(qiáng)。溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個(gè)重要的外部因素。這是半導(dǎo)體的一大特點(diǎn)。4、本征激發(fā)產(chǎn)生的載流子數(shù)量很少，本征半導(dǎo)體導(dǎo)電能力很差。只有在本征半導(dǎo)體中摻入適量的雜質(zhì)，才能極大提高其導(dǎo)電性能，成為雜質(zhì)半導(dǎo)體，用于制造各種半導(dǎo)體器件。本征半導(dǎo)體濃度為書上P11，公式（1.1.1），自己看看。本征半導(dǎo)體小結(jié)：11在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)，就會(huì)使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導(dǎo)體的某種載流子濃度大大增加了。P型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)元素(如硼)構(gòu)成的雜質(zhì)半導(dǎo)體。N型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)元素(如磷)構(gòu)成的雜質(zhì)半導(dǎo)體。1.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體121、N型半導(dǎo)體多余電子因不受共價(jià)鍵的束縛成為自由電子，同時(shí)磷原子就成為不能移動(dòng)的帶正電的離子，稱為施主原子。另外N型半導(dǎo)體中還有少量的空穴，其濃度遠(yuǎn)小于自由電子的濃度，所以把自由電子稱為多數(shù)載流子，空穴稱為少數(shù)載流子，簡(jiǎn)稱多子和少子。在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)元素多余電子磷原子+N型硅表示1.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體132、P型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，電子是少數(shù)載流子。當(dāng)附近硅原子的外層電子由于熱運(yùn)動(dòng)填補(bǔ)空穴時(shí)，硼原子成為不可移動(dòng)的負(fù)離子。硼原子稱為受主原子。在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)元素空穴硼原子P型硅表示1.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體143、雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意表示法++++++++++++++++++++++++N型半導(dǎo)體雜質(zhì)型半導(dǎo)體多子和少子的移動(dòng)都能形成電流。但由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子。近似認(rèn)為多子濃度與所摻雜質(zhì)濃度相等。整塊的半導(dǎo)體仍為中性.－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半導(dǎo)體－－1.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體15小結(jié)4、P型半導(dǎo)體中空穴是多子，自由電子是少子。

N型半導(dǎo)體中自由電子是多子，空穴是少子。5、半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力與溫度、光強(qiáng)、雜質(zhì)濃度和材料性質(zhì)有關(guān)。1、半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間。2、在一定溫度下，本征半導(dǎo)體因本征激發(fā)而產(chǎn)生自由電子和空穴對(duì)，故其有一定的導(dǎo)電能力。3、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力主要由溫度決定；雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力主要由所摻雜質(zhì)的濃度決定。16P型區(qū)N型區(qū)內(nèi)建電場(chǎng)

PN結(jié)(1)多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生空間電荷區(qū)建立內(nèi)電場(chǎng)(2)隨著內(nèi)電場(chǎng)由弱到強(qiáng)得建立,少子漂移從無到有,逐漸加強(qiáng),而擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)逐漸減弱,

形成平衡的PN結(jié)。1、PN結(jié)(PNJunction)的形成多子的擴(kuò)散多子的擴(kuò)散1.1.3

PN結(jié)耗盡層問題：PN結(jié)是帶正電，還是負(fù)電？172、PN結(jié)的單向?qū)щ娦?1)正向偏置(forwardbias外加正向電壓)(2)反向偏置(reversebias外加反向電壓)1.1.3

PN結(jié)18(1)、外加正向電壓(正向偏置forwardbias)

P

N內(nèi)電場(chǎng)外電場(chǎng)正向電流IFIF=I多子

I少子

I多子A、正向偏壓的接法：P區(qū)接高電位，N區(qū)接低電位B、正向偏壓削弱內(nèi)電場(chǎng)，有利多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，使PN結(jié)空間電荷區(qū)變窄；C、正向偏壓時(shí)，PN結(jié)為導(dǎo)通狀態(tài)，外電路電流IF很大，PN結(jié)呈現(xiàn)的正向電阻很小RUI多子PN結(jié)為導(dǎo)通狀態(tài)1.1.3

PN結(jié)限流電阻19

P

N內(nèi)電場(chǎng)IR=I少子

0反向電流IRA、反向偏壓的接法：P區(qū)接低電位，N區(qū)接高電位B、反向偏壓內(nèi)電場(chǎng)增強(qiáng)，不利多子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，有利于少子的漂移運(yùn)動(dòng)，形反向電流IR，IR很小，硅管為納安數(shù)量級(jí)，鍺管為微安數(shù)量級(jí)。C、反向偏壓，使PN結(jié)空間電荷區(qū)變寬。D、反向偏壓PN結(jié)為截止?fàn)顟B(tài)，外電路電流接近為O，PN結(jié)呈現(xiàn)的反向電阻很大(2)外加反向電壓(反向偏置reversebias）限流電阻R外電場(chǎng)UI少子PN結(jié)為截止?fàn)顟B(tài)1.1.3

PN結(jié)20PN結(jié)加正向電壓時(shí)，呈現(xiàn)低電阻，具有較大的正向擴(kuò)散電流；由此可以得出結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。PN結(jié)加反向電壓時(shí)，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電流，PN結(jié)截止?？偨Y(jié)211.2半導(dǎo)體二極管(SemiconductorDiode)1.2.1半導(dǎo)體二極管的幾種常見結(jié)構(gòu)1.2.2二極管的伏安特性1.2.3二極管主要參數(shù)1.2.4二極管的等效電路1.2.5穩(wěn)壓二極管1.2.6其它類型二極管22構(gòu)成：

PN結(jié)+引線+管殼=二極管(Diode)符號(hào)：分類：按材料分硅二極管鍺二極管按結(jié)構(gòu)分點(diǎn)接觸型面接觸型平面型1、結(jié)構(gòu)與類型陽極

陰極1.2.1半導(dǎo)體二極管的幾種常見結(jié)構(gòu)23負(fù)極引線點(diǎn)接觸型正極引線金屬觸絲N型鍺片外殼負(fù)極引線

面接觸型N型鍺PN結(jié)

正極引線鋁合金小球底座金銻合金正極

引線負(fù)極

引線

平面型NP型支持襯底PPN結(jié)（常見二極管的結(jié)構(gòu)和外型）2、特點(diǎn)與用途1.2.1半導(dǎo)體二極管的幾種常見結(jié)構(gòu)PN結(jié)面積小結(jié)電容小適用于高頻電路和小功率整流工作頻率高。不能通過較大的電流PN結(jié)面積大能通過較大的電流結(jié)電容大能在低頻下工作一般僅作為整流管使用PN結(jié)面積可大可小視結(jié)面積的大小用于大功率整流和開關(guān)電路中半導(dǎo)體二極管圖片2526伏安特性曲線

通過二極管的電流隨外加偏壓的變化規(guī)律，稱為二極管的伏安特性。以曲線的形式描繪出來，就是伏安特性曲線。正向偏壓反向偏壓IFUFVmAIRURVμA1.2.2二極管的伏安特性27IS擊穿電壓UBR圖1.2.3二極管的伏安特性鍺管硅管硅管鍺管死區(qū)電壓Uoni

/mA正向電流104030200.20.60.41.00.8u/VUR/VIR/A反向電流反向電壓正向電壓1.2.2二極管的伏安特性伏安特性曲線導(dǎo)通電壓:硅管0.6~0.8V,鍺管0.1~0.3V死區(qū)（開啟）電壓Uon:硅管0.5V，鍺管0.1V28IS擊穿電壓UBR圖

二極管的伏安特性鍺管硅管硅管鍺管死區(qū)電壓Uoni

/mA正向電流104030200.20.60.41.00.8u/VUR/VIR/A反向電流反向電壓正向電壓1、正向特性—加正向偏壓uA、

u

較小時(shí)，i較小

B、

u大于死區(qū)電壓時(shí)，

i迅速增加，并按指數(shù)規(guī)律上升。

C、當(dāng)二極管電流變化很大時(shí)，二極管兩端電壓幾乎不變，硅管約0.6~0.8V，鍺管約0.1~0.3V，分別作為正向工作時(shí)兩端直流壓降得估算值。2、反向特性——加反向偏壓URA、反向電流IR是少子漂移運(yùn)動(dòng)引起，所以數(shù)量小，幾乎不變，又稱為反向飽和電流IS。

B、當(dāng)溫度升高，IS增加

C、硅管IS小于1uA，鍺管為幾十到幾百uA。3、擊穿特性——

當(dāng)UR繼續(xù)增大，并超過某一個(gè)特定電壓值時(shí)，IR將急劇增大，這種現(xiàn)象稱為擊穿，這時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓叫擊穿電壓UBR。1.2.2二極管的伏安特性伏安特性曲線291、最大整流電流IF

指二極管在一定溫度下，長期允許通過的最大正向平均電流2、最高反向工作電壓UR指二極管工作時(shí)允許外加的最大反向電壓。通常為擊穿電壓U(BR)的一半。1.2.3二極管的主要參數(shù)303、反向電流IR（反向飽和電流IS)

這個(gè)值越小，則管子的單向?qū)щ娦跃驮胶谩?.2.3二極管的主要參數(shù)314、結(jié)電容與最高工作頻率fM

PN結(jié)的電容效應(yīng)

(1)PN結(jié)加電壓后，其空間電荷區(qū)會(huì)發(fā)生變化，這種變化造成的電容效應(yīng)稱為結(jié)電容。

(2)結(jié)電容越大。二極管的高頻單向?qū)щ娦栽讲睢?/p>

(3)fM就是二極管仍然保持單向?qū)щ娦缘耐饧与妷鹤罡哳l率。PN1.2.3二極管的主要參數(shù)32IF/mA0.20.60.40.8UF/V5、二極管的溫度特性T

升高時(shí)，UD(on)以(22.5)mV/C

下降,輸入曲線左移當(dāng)溫度升高10C時(shí)，IR增加一倍IR/AUD(on)半導(dǎo)體具有熱敏性，溫度變化,使二極管參數(shù)發(fā)生變化，使二極管工作不穩(wěn)定。IF/A1.2.3二極管的主要參數(shù)二極管是非線性器件，由二極管構(gòu)成電路是非線性電路。分析困難用線性元件構(gòu)成的電路來近似模擬二極管的特性二極管的等效電路多種等效電路，根據(jù)應(yīng)用要求進(jìn)行選擇1.2.4二極管的等效電路34

圖1.2.4二極管的近似模型(1)理想模型A、正向?qū)ǎ軌航禐?，即UF=0，視二極管為短路；B、反向截止，電流為0，即IF=0，視二極管為開路陽極

陰極陽極

陰極ui陽極

陰極理想二極管1.2.4二極管的等效電路35

圖1.2.4二極管的近似模型A、正向?qū)〞r(shí)二極管管壓降為恒定值Uon：

硅管0.7V

鍺管0.2V

uiUon1.2.4二極管的等效電路B、反向截止，i=0(2)恒壓降模型

理想二極管361.1半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)1.1.1

本征半導(dǎo)體1.1.2

雜質(zhì)半導(dǎo)體1.1.3

PN結(jié)半導(dǎo)體材料制作電子器件的原因?是在于半導(dǎo)體材料具有熱敏性、光敏性和摻雜性。復(fù)習(xí)頁37本征半導(dǎo)體小結(jié)：1、本征半導(dǎo)體中兩種載流子：①.帶負(fù)電荷的自由電子；②.帶正電荷的空穴。2、本征半導(dǎo)體中電流由兩部分組成：

①.自由電子移動(dòng)產(chǎn)生的電流。

②.空穴移動(dòng)產(chǎn)生的電流。3、溫度越高，載流子的濃度越高，導(dǎo)電能力越強(qiáng)。溫度是影響半導(dǎo)體性能的一個(gè)重要的外部因素。4、本征激發(fā)產(chǎn)生的載流子數(shù)量很少，本征半導(dǎo)體導(dǎo)電能力很差。只有在本征半導(dǎo)體中摻入適量的雜質(zhì)，才能極大提高其導(dǎo)電性能，成為雜質(zhì)半導(dǎo)體，用于制造各種半導(dǎo)體器件。復(fù)習(xí)頁38P型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體中摻入三價(jià)元素(如硼)構(gòu)成的雜質(zhì)半導(dǎo)體。N型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)元素(如磷)構(gòu)成的雜質(zhì)半導(dǎo)體。1.1.2雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)型半導(dǎo)體多子和少子的移動(dòng)都能形成電流。但由于數(shù)量的關(guān)系，起導(dǎo)電作用的主要是多子。近似認(rèn)為多子濃度與所摻雜質(zhì)濃度相等。整塊的半導(dǎo)體仍為中性.復(fù)習(xí)頁39小結(jié)4、P型半導(dǎo)體中空穴是多子，自由電子是少子。

N型半導(dǎo)體中自由電子是多子，空穴是少子。5、半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力與溫度、光強(qiáng)、雜質(zhì)濃度和材料性質(zhì)有關(guān)。1、半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間。2、在一定溫度下，本征半導(dǎo)體因本征激發(fā)而產(chǎn)生自由電子和空穴對(duì)，故其有一定的導(dǎo)電能力。3、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力主要由溫度決定；雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力主要由所摻雜質(zhì)的濃度決定。復(fù)習(xí)頁401.1.3

PN結(jié)PN結(jié)加正向電壓時(shí)，呈現(xiàn)低電阻，具有較大的正向擴(kuò)散電流，PN結(jié)導(dǎo)通。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是因濃度差引起的；由此可以得出結(jié)論：PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?。PN結(jié)加反向電壓時(shí)，呈現(xiàn)高電阻，具有很小的反向漂移電流，硅管為納安數(shù)量級(jí)，鍺管為微安數(shù)量級(jí)，PN結(jié)截止。漂移運(yùn)動(dòng)是因電位差而產(chǎn)生的。。復(fù)習(xí)頁411.2半導(dǎo)體二極管構(gòu)成：

PN結(jié)+引線+管殼=二極管(Diode)符號(hào)：陽極

陰極正向偏壓IFUF反向偏壓IRUR復(fù)習(xí)頁42IS擊穿電壓UBR圖1.2.3二極管的伏安特性鍺管硅管硅管鍺管死區(qū)電壓Uoni

/mA正向電流104030200.20.60.41.00.8u/VUR/VIR/A反向電流反向電壓正向電壓二極管伏安特性曲線導(dǎo)通電壓:硅管0.6~0.8V,鍺管0.1~0.3V死區(qū)（開啟）電壓Uon:硅管0.5V，鍺管0.1V復(fù)習(xí)頁431、最大整流電流IF2、最高反向工作電壓UR

1.2.3二極管的主要參數(shù)3、反向電流IR（反向飽和電流IS)

這個(gè)值越小，則管子的單向?qū)щ娦跃驮胶谩?、結(jié)電容與最高工作頻率fM

PN結(jié)的電容效應(yīng)(1)結(jié)電容越大。二極管的高頻單向?qū)щ娦栽讲睢?2)fM就是二極管仍然保持單向?qū)щ娦缘耐饧与妷鹤罡哳l率。5、二極管的溫度特性半導(dǎo)體具有熱敏性，溫度變化,使二極管參數(shù)發(fā)生變化，使二極管工作不穩(wěn)定。復(fù)習(xí)頁441.2.4二極管的等效電路

圖1.2.4二極管的近似模型(1)理想模型A、正向?qū)?，管壓降?，即UF=0，視二極管為短路；B、反向截止，電流為0，即IF=0，視二極管為開路陽極

陰極陽極

陰極ui陽極

陰極理想二極管復(fù)習(xí)頁45

圖1.2.4二極管的近似模型(2)恒壓降模型uiUon1.2.4二極管的等效電路

理想二極管B、反向截止，i=0A、正向?qū)〞r(shí)二極管管壓降為恒定值Uon：

硅管0.7V

鍺管0.2V

復(fù)習(xí)頁46

圖1.2.4（ｃ）二極管的折線模型(3)折線模型uiUonA、二極管正向電壓U>Uon后，其電流I和U成線性關(guān)系，直線斜率為1/rD。B、反向截止，i=0因此，等效電路是理想二極管串聯(lián)電壓源和電阻rD。

理想二極管1.2.4二極管的等效電路47若則若則精確計(jì)算例：P21

UD=0.7VS斷開時(shí)：D導(dǎo)通S閉合時(shí)：D截止48[例1]電路如圖所示，試判斷二極管是導(dǎo)通還是截止，并求出AO兩端電壓UAO,設(shè)二極管是理想的。D6VAO解：假設(shè)不成立，所以D導(dǎo)通，相當(dāng)于導(dǎo)線，UAO=-6V。

BCVB=-6VVC=-12V假設(shè)二極管不導(dǎo)通49二極管在電子技術(shù)中的應(yīng)用簡(jiǎn)介1、整流應(yīng)用利用二極管單向?qū)щ娦园汛笮『头较蚨甲兓恼医涣麟娮優(yōu)閱蜗蛎}動(dòng)的直流電50UiUott截止導(dǎo)通UiUoUDRL(a)二極管整流電路;(b)輸入與輸出波形1、整流應(yīng)用(假設(shè)二極管是理想二極管)512、限幅的應(yīng)用利用二極管單向?qū)?，將輸出電壓限定在要求的范圍之?nèi)，稱為限幅。52導(dǎo)通截止導(dǎo)通截止2、限幅的應(yīng)用uoUit-3t+3-5uo/vui/v+5E1

3v3v

E2（a）雙向限幅電路;（b）輸入與輸出波形Ui≥3V:

VD1導(dǎo)通,VD2截止U0=3VUi≤-3V:

VD2導(dǎo)通,VD1截止U0=-3V`-3V＜Ui＜3V:VD1、VD2都截止U0=Ui531.3特殊二極管1.3.1穩(wěn)壓二極管1.3.2發(fā)光二極管與光敏二極管1.3.3變?nèi)荻O管1.2.3二極管的主要參數(shù)541、穩(wěn)壓二極管伏安特性曲線及其工作原理穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓作用在于：在反向擊穿區(qū)內(nèi)，反向電流i有很大變化，而穩(wěn)壓管兩端電壓u幾乎保持不變。只要Izmin<IZ<IZmAX，穩(wěn)壓管既不損壞，又可使穩(wěn)壓管兩端電壓幾乎保持不變。符號(hào)UZ就是穩(wěn)壓二極管的反向擊穿電壓i

/mAu/VOUZIZIZMui陽極陰極1.2.5穩(wěn)壓二極管55iZ/mAuZ/VOUZ

IZmin

IZMUZIZ

IZ2、穩(wěn)壓管的主要參數(shù)

(1)穩(wěn)定電壓UZUZ就是穩(wěn)壓管的反向擊穿電壓,

如2DW7，UZ（6.1~6.5V之間）

(2)穩(wěn)定電流IZ

穩(wěn)壓二極管正常工作時(shí)的參考電流，經(jīng)常將IZ記作IZmin。

IZ>

IZmin..IZmin約為幾mA以上

(3)額定功耗PZM：PZM等于UZ與最大穩(wěn)定電流IZM的乘積。

IZ<

IZM,PZM=UZIZM1.2.5穩(wěn)壓二極管56iZ/mAuZ/VOUZ

IZmin

IZmaxUZIZ

IZ2、穩(wěn)壓管的主要參數(shù)

(4)動(dòng)態(tài)電阻rZ

動(dòng)態(tài)電阻是反映穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓性能好壞的重要參數(shù)，

rZ越小，反向擊穿區(qū)曲線越陡，穩(wěn)壓效果就越好。1.2.5穩(wěn)壓二極管57

1、發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱“LED”是英文

LightEmittingDiode的縮寫。其電路及符號(hào)，如圖。

(1)、工作原理：發(fā)光二極管也具有單向?qū)щ娦浴．?dāng)外加反向偏壓，二極管截止不發(fā)光,當(dāng)外加正向偏壓，二極管導(dǎo)通，因流過正向電流而發(fā)光

(2)、發(fā)光機(jī)理：是由于正偏時(shí)，電子空穴復(fù)合釋放出能量所致，發(fā)光顏色與材料及摻雜元素有關(guān)。

(3)、發(fā)光二極管工作電流一般約為幾至幾十mA，正向電壓降約為1.5~3V。1.2.6其他類型二極管582、光電二極管

(1)、光電二極管也叫光敏二極管，也具有單向?qū)щ娦?/p>

(2)、光電二極管的PN結(jié)被封裝在透明玻璃外殼中，其PN結(jié)裝在管子頂部，可以直接受到光的照射。

(3)、正偏時(shí)光電二極管的光敏特性不明顯，反偏時(shí)，光電二極管處于截止?fàn)顟B(tài)：①?zèng)]有光照時(shí)，PN結(jié)反向電阻大，反向電流小；②有光照射時(shí)，PN結(jié)附近產(chǎn)生光生電子空穴對(duì)，它們?cè)谄珘鹤饔孟?作定向運(yùn)動(dòng),宏觀上形成了光電流。1.2.6其他類型二極管59發(fā)光二極管60光敏二極管61發(fā)光二極管與光電二極管3、應(yīng)用于遠(yuǎn)距離光電傳輸圖1-21遠(yuǎn)距離光電傳輸?shù)脑?/p>

621.3晶體三極管1.3.1晶體管的結(jié)構(gòu)及類型1.3.2晶體管的電流放大作用1.3.3晶體管的共射特性曲線1.3.4晶體管的主要參數(shù)1.3.5溫度對(duì)晶體管三極管參數(shù)的影響1.3.6光電三極管631.3.1晶體管的結(jié)構(gòu)及類型

半導(dǎo)體三極管是電子電路重要器件,它通過一定的工藝,將兩個(gè)PN結(jié)結(jié)合在一起,由于兩個(gè)PN結(jié)的相互影響,使三極管具有電流放大作用.從二極管發(fā)展到三極管,這是一個(gè)質(zhì)得飛躍.

1、分類按材料分：①硅管；②鍺管按功率分：①小功率管；②中功率管；③大功率管按結(jié)構(gòu)分：①NPN；②PNP

642、NPN和PNP管的結(jié)構(gòu)示意及符號(hào)PN結(jié)PN結(jié)發(fā)射區(qū)發(fā)射極emitter基區(qū)基極base集電區(qū)集電極collector集電結(jié)發(fā)射結(jié)ECBNPN型(1)符號(hào)中的箭頭方向是三極管的實(shí)際電流方向符號(hào)(2)三極管有三個(gè)區(qū)：發(fā)射區(qū)—發(fā)射極e；基區(qū)——基極b；集電區(qū)——集電極c。(3)發(fā)射區(qū)摻雜濃度遠(yuǎn)高于基區(qū)摻雜濃度，基區(qū)很薄且摻雜的濃度低；而集電結(jié)面積比發(fā)射結(jié)面積大得多，所三極管的發(fā)射極與集電極不能對(duì)調(diào)使用。652、NPN和PNP管的結(jié)構(gòu)示意及符號(hào)PN結(jié)PN結(jié)發(fā)射區(qū)發(fā)射極emitter基區(qū)基極base集電區(qū)集電極collector集電結(jié)發(fā)射結(jié)ECBPNP型(1)符號(hào)中的箭頭方向是三極管的實(shí)際電流方向符號(hào)(2)三極管有三個(gè)區(qū)：發(fā)射區(qū)—發(fā)射極e；基區(qū)——基極b；集電區(qū)——集電極c。(3)發(fā)射區(qū)摻雜濃度遠(yuǎn)高于基區(qū)摻雜濃度，基區(qū)很薄且摻雜的濃度低；而集電結(jié)面積比發(fā)射結(jié)面積大得多，所三極管的發(fā)射極與集電極不能對(duì)調(diào)使用。66

常見晶體管的外形67

常見晶體管的外形681.3.1晶體管的結(jié)構(gòu)及類型復(fù)習(xí)頁NPN結(jié)構(gòu)示意及符號(hào)

集電結(jié)

發(fā)射結(jié)發(fā)射極基極集電極集電區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)c

b

eECB電路符號(hào)691.3.1晶體管的結(jié)構(gòu)及類型復(fù)習(xí)頁P(yáng)NP結(jié)構(gòu)示意及符號(hào)

集電結(jié)

發(fā)射結(jié)發(fā)射極基極集電極集電區(qū)基區(qū)發(fā)射區(qū)c

b

eECB電路符號(hào)70發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏UBBRbUCCRC1.3.2晶體管的電流放大作用

NPNICIB1、三極管內(nèi)的載流子的傳輸過程（以NPN為例）電源接法:

UBB

使發(fā)射結(jié)正偏

UBE=0.7V＞0

UCC

使集電結(jié)反偏

UBC＜0

為了達(dá)到這個(gè)目的,要保證UCC＞UBB

（2）電子在基區(qū)的擴(kuò)散與復(fù)合，形成基極電流IB。因?yàn)榛鶇^(qū)很薄，且摻雜濃度低，電子只有一小部份被基區(qū)的空穴復(fù)合，大部份電子很快到達(dá)集電結(jié)邊緣。(1)由于發(fā)射結(jié)正偏，因此高摻雜濃度的發(fā)射區(qū)中的多子（自由電子）越過發(fā)射結(jié)，向基區(qū)擴(kuò)散，形成發(fā)射極電流IE。IE（3）由于集電結(jié)反偏，擴(kuò)散到集電結(jié)邊緣的電子，很快被吸引越過集電結(jié)，形成集電極電流IC。712、電流分配關(guān)系

NPNRbUBBICIEIB（以NPN為例）三極管內(nèi)的載流子運(yùn)動(dòng)規(guī)律

_發(fā)射極電流IE集電極電流I

C基極電流IB三極管的直流電流放大系數(shù)722、電流分配關(guān)系（以NPN為例）發(fā)射極電流IE集電極電流I

C基極電流IB三極管的直流電流放大系數(shù)ICEO叫做穿透電流,當(dāng)ICBO較小時(shí),可以忽略不計(jì),此時(shí)，73輸入回路輸出回路(1)無交流信號(hào)

UBB接輸入回路,使發(fā)射結(jié)正偏

UCC接輸出回路,使集電結(jié)反偏在這種偏置下產(chǎn)生

IE、IC、IB、

IC=βIB,這是對(duì)直流電流的放大作用.3、三極管的電流放大作用UBBUCCRCRBIC=βIBIE=IC+IBIB

如圖所示稱為三極管的共發(fā)射極放大電路。因?yàn)檫@個(gè)電路中包含由三極管的基極b與發(fā)射極e構(gòu)成的輸入回路和由集電極c與發(fā)射極e構(gòu)成的輸出回路，三極管的發(fā)射極作為輸入和輸出回路的公共端，所以稱為共發(fā)射極放大電路。三極管的共發(fā)射極放大電路74(2)加入交流信號(hào)后A.ΔIc是ΔIB的β倍,三極管對(duì)ΔIB有放大作用,β越大,控制能力越強(qiáng),所以三極管是一個(gè)有電流放大的電流控制元件.B.ΔIc在RC上產(chǎn)生的輸出電壓ΔUo,而ΔUo比ΔUi大約大幾十倍,可以得到電壓放大。3、三極管的電流放大作用UBBUCCRCRB751.3.3晶體管的共射特性曲線什么叫晶體管的共射特性曲線？晶體管的共射特性曲線是指三極管各電極電壓與各電極電流之間關(guān)系的曲線，它是管子內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的外部體現(xiàn)。76輸入回路輸出回路1、輸入特性曲線:

(1)是研究當(dāng)UCE=常數(shù)

時(shí)，UBE和iB之間的關(guān)系曲線，用函數(shù)關(guān)系式表示為:77(1)UBE

和iB之間的關(guān)系曲線(2)用UCE=1V的輸入特性曲線來代表UCE＞1V所有輸入特性曲線(3)輸入特性的死區(qū)電壓：硅管約為0.5V；鍺管約為0.1V。發(fā)射結(jié)正偏導(dǎo)通后：硅管UBE=0.7V；鍺管UBE=0.2V1、輸入特性曲線200.40.60.81006080400.2782、輸出特性曲線:

(1)是研究當(dāng)iB=常數(shù)

時(shí)，UCE和iC之間的關(guān)系曲線，用函數(shù)表示為:輸入回路輸出回路792、輸出特性曲線(2)輸出特性曲線,當(dāng)UCE較小時(shí)起始部份很陡，當(dāng)UCE略有增加，iC增加很快，當(dāng)UCE＞1V

以后，再增加UCE、iC增加不明顯。(3)如改變IB則得到另一條輸出特性曲線。80（a）輸入特性曲線;（b）輸出特性曲線

三極管的輸入、輸出特性曲線813、把輸出特性曲線劃分成三個(gè)區(qū)510152012340飽和區(qū)截止區(qū)放大區(qū)擊穿區(qū)(3)飽和區(qū)