電工電子C第章 二極管三極管

第9章二極管和三極管9.2

二極管9.1

半導體的導電特性9.4

晶體管本征半導體：完全純凈的、具有晶體結構的半導體。晶體中原子的排列方式共價健價電子

價電子在獲得一定能量后,即可掙脫原子核的束縛，成為自由電子,同時共價鍵中留下一個空位,稱為空穴(帶正電)。本征激發(fā)：

Si

Si

Si

Si空穴自由電子

本征半導體9.1

半導體的導電特性溫度越高，本征激發(fā)產(chǎn)生的空穴-自由電子便越多。一定溫度下，空穴-電子的產(chǎn)生和復合達到動態(tài)平衡，半導體中載流子便維持一定的數(shù)目。空穴與自由電子成對產(chǎn)生和復合，統(tǒng)稱為載流子。本征半導體中的兩種運動1、自由電子的運動。2、空穴的運動。空穴被鄰近共價鍵電子填補，在原共價鍵中出現(xiàn)一個新空穴，這種填補等效于空穴運動。外電場作用下，在半導體中將出現(xiàn)兩部分電流：

(1)自由電子作定向運動電子電流

(2)價電子定向遞補空穴空穴電流通常通過摻雜使電子數(shù)目大量增加。自由電子導電成為這種半導體的主要導電方式，稱為電子半導體或N型半導體。摻入五價元素

Si

Si

Si

Sip+多余電子磷原子在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€電子變?yōu)檎x子在本征半導體中摻入某種微量元素，形成雜質(zhì)半導體。在N

型半導體中自由電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子9.1.2N型半導體和P型半導體摻雜后空穴數(shù)目大量增加?？昭▽щ姵蔀檫@種半導體的主要導電方式，稱為空穴半導體或P型半導體。摻入三價元素

Si

Si

Si

Si在P型半導體中空穴是多子，自由電子是少子。B–硼原子接受一個電子變?yōu)樨撾x子空穴無論N型或P型半導體都是中性的，對外不顯電性。9.1.2N型半導體和P型半導體1.在雜質(zhì)半導體中多子的數(shù)量與

（a.摻雜濃度、b.溫度）有關。2.在雜質(zhì)半導體中少子的數(shù)量與（a.摻雜濃度、b.溫度）有關。3.當溫度升高時，少子的數(shù)量（a.減少、b.不變、c.增多）。abc4.在外加電壓的作用下，P型半導體中的電流主要是

，N型半導體中的電流主要是。（a.電子電流、b.空穴電流）ba1.PN結的形成多子的擴散運動內(nèi)電場少子的漂移運動濃度差P型半導體N型半導體內(nèi)電場越強，漂移運動越強。擴散越受到抑制?？臻g電荷區(qū)也稱

PN結擴散和漂移這一對相反的運動最終達到動態(tài)平衡，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++－－－－－－－－形成空間電荷區(qū)9.1.3PN結及其單向?qū)щ娦?.PN結的單向?qū)щ娦?1)PN結加正向電壓（正向偏置）PN結變窄P接正、N接負外電場IF內(nèi)電場被削弱，多子的擴散加強，形成較大的擴散電流。PN結加正向電壓時，PN結變窄，正向電阻較小，正向電流較大，

PN結處于導通狀態(tài)。內(nèi)電場PN－－－－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++++++–(2)PN結加反向電壓（反向偏置）外電場P接負、N接正內(nèi)電場PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－–+PN結變寬內(nèi)電場被加強，少子的漂移加強，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結加反向電壓時，PN結變寬，反向電流較小，反向電阻較大，PN結處于截止狀態(tài)?？偨Y光：PN結的沸單向紐奉導電信性PN結加扯反向臥電壓無時，PN結變拖寬，忌反向談電流堤較小條，反湊向電館阻較草大，PN結處傲于截編止狀拉態(tài)。PN結加爺正向鹿電壓舒時，PN結變亞窄，禾正向料電阻軍較小佳，正鉗向電剛流較冷大，PN結處脊于導孫通狀泰態(tài)。正向缸偏置杯：P接正同、N接負反向狗偏置倦：P接負拌、N接正UI9.著2.撒2伏安校特性硅管0.捏5V擁,鍺管0.1共V。反向駝?chuàng)舸╇妷篣(B錦R)導通娃壓降外加順電壓縱大于材死區(qū)讀電壓浸二極需管才剖能導籃通。外加捕電壓描大于瓜反向虛擊穿窩電壓黑二極遇管被減擊穿,失去葛單向朱導電瞧性。正向償特性反向盈特性特點罰：非產(chǎn)線性硅0.6墊~0碰.8致V鍺0.2狡~0.燒3V死區(qū)咬電壓PN+–PN–+反向翅電流塵在一定電象壓范婆圍內(nèi)保持惰常數(shù)騙。9.維2二極縫管二極暈管的單為向?qū)г觌娦?.二極竟管加螺正向此電壓北（正個向偏勇置，蟲陽極昆接正預、陰摔極接懷負莊）時悉，述二極追管處偉于正勉向?qū)柰願^態(tài)，盞二極寫管正諷向電癢阻較便小，斧正向禿電流瓦較大辰。2.二極慕管加灑反向住電壓狹（反和向偏息置，趣陽極收接負挽、陰約極接與正磚）時餃，浴二極喊管處擾于反盟向截清止狀虜態(tài)，已二極笑管反頓向電燦阻較束大，紛反向宋電流吊很小沒。3.外加房誠電壓絨大于首反向賞擊穿賤電壓吵二極意管被耐擊穿樸，失響去單壞向?qū)滊娦宰唷?.二極關管的義反向洞電流紋受溫還度的因影響粱，溫席度愈腎高反葉向電坐流愈倡大。硅0.6~0.7V鍺0.2~0.3V二極黎管電圾路分預析方泊法：將二向極管簡斷開拴，分臨析二包極管兵兩端支電位乓的高登低或闖所加后電壓UD的正角負。若V陽>V陰或UD為正(正向顧偏置)，二偶極管姿導通若V陽<V陰或UD為負(反向好偏置)，二霞極管橡截止電路善如圖城，求彎：UAB例1：D6V12V3kBAUAB+–解：假設膝二極決管斷殃開，播則：V陽=－6允VV陰=－12敵V因V陽>V陰，所如以二臺極管服導通拾。若視罷為理稱想二頭極管籠，忽輸略管群壓降饞，二暢極管檔可看映作短冊路，則UAB=－6V否則滲，UAB為－6.支3Ｖ或齒－6.掩7V電路夠如圖情，求羊：UAB例1：D6V12V3kBAUAB+–兩個婆二極音管的挨陰極生接在梁一起取B點作澡參考自點，困斷開亦二極惡管，滾分析吊二極盟管陽察極和銜陰極撫的電接位。V1陽=－6蒸V，V2陽=0詢V，V1陰=V2陰=－12播VUD1=鈴6V，UD2=1射2V∵UD2>UD1∴D2優(yōu)先苗導通耀，D1截止栽。若忽勒略管毒壓降炭，二梨極管羨可看鞠作短走路，UAB=嫂0化V例2:D1承受鏡反向紫電壓康為－6使V流過D2的電學流為求：UABBD16V12V3kAD2UAB+–ui>紙8V，二噴極管叢導通牌，可剃看作級短路uo=涉8Vui<名8V，二央極管棟截止孩，可液看作區(qū)開路uo=ui已知：二極管是理想的，試畫出uo

波形。8V例3：ui18V參考聚點二極蟻管陰廳極電均位為8眼VD8VRuoui++––動畫9.也4晶體壯管9.銜4.龜1基本件結構NNP基極發(fā)射趙極集電侮極NP春N型BECPN狼P型符號花：BECBECNP迷N型三南極管PN但P型三壇極管PPN基極發(fā)射極集電極BEC基區(qū)耐：最贏薄，摻雜既濃度媽最低發(fā)射炸區(qū)：悅摻雜濃判度最而高發(fā)射死結集電朵結BECNNP基極發(fā)射極集電極結構島特點叉：集電紡區(qū)：面積賊最大9.恩4.搶2電流炎分配你和放登大原琴理1.三極持管放囑大的荷外部服條件BECNNPEBRB發(fā)射悼結正問偏、鳥集電欣結反棒偏PN州P發(fā)射采結正鉤偏VB<VE集電派結反釀偏VC<VB從電昆位的零角度灶看：NP衡N發(fā)射劍結正扇偏VB>VE集電價結反蛛偏VC>VBECRC2.三極歲管內(nèi)滾部載軋流子偉的運擊動規(guī)封律BECNNPEBRBECIE發(fā)射欲結正蒸偏，親發(fā)射海區(qū)電計子向歐基區(qū)訊擴散遼，形淹成IEN。少量均電子構與空艘穴復甜合，垃形成IBN基區(qū)臥大部仗分電騙子漂押移進孔入集屢電區(qū)栽，形徑成ICNICICNIBIBNICIB測量秩晶體絡管特頸性的退實驗慌線路特性吃曲線ICEBUCEUBERBIBEC++––ECNNPEBRBECIEICIB1.輸出呢特性IB=0IB=2清0A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O放大么區(qū)特點否：IC=IB，放大螞區(qū)又稱線性楊區(qū)(1探)放大谷區(qū)發(fā)射覽結處雕于正澤向偏娘置,集電各結處公于反汪向偏多置(通常UCE≥1V捉)IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O（3）截要止區(qū)IB<羊0以下懇區(qū)域摔為截止似區(qū)。條件賢：發(fā)射司結反伏向偏閑置，利集電岡結處欺于反夸向偏壓置，特點也：IB≈0，IC溪0。飽和盾區(qū)截止置區(qū)（2）飽段和區(qū)條件輕：UCE不足。如集與電結蟲正偏研時。特點牌：IC≤IB。深度付飽和荒時，硅管UCE母S御0.說3V，鍺管UCE克S壘0.蜜1V。10.39-0.601練習瘦：分掩析硅害三極存管的居工作秀狀態(tài)0.20.3910.30.5放大截止飽和-0.60-6放大放大練習9.犬4.粒8有兩虎個晶黨體管蝴分別肆接在桌電路陳中，悟處于誘放大雕狀態(tài)倉，他欲們管鼻腳的繳電位斜如下管腳123電位/V33.29管腳123電位/V-6-2.6-23.票239鍺NP蠅N型-2犬.6-2-6硅管PN辮P型2.輸入芝特性特點:非線腔性死區(qū)溜電壓生：硅臘管0.劃5V鍺管0.咸1V正常大工作恨時發(fā)舍射結泡電壓裙：硅管0.婦6~己0.百7V鍺管0.們2支~0匠.3嫁VIB(A)UBE(V)204060800.40.8OUCE1奇V練習坡：分株析晶田體管質(zhì)的工籌作狀銜態(tài)IC=βIB=50交*0拋.1糊08=5.撐4m始A

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