模擬電子技術(shù)及應(yīng)用

模擬電子技術(shù)及應(yīng)用第1頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月第1章基本半導(dǎo)體分立器件1.1半導(dǎo)體的基本知識(shí)與PN結(jié)1.2半導(dǎo)體二極管1.3特殊二極管1.4半導(dǎo)體三極管1.5場(chǎng)效應(yīng)晶體管第2頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月導(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，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。半導(dǎo)體：另有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間，稱為半導(dǎo)體，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。1-1半導(dǎo)體的基本知識(shí)及PN結(jié)什么是半導(dǎo)體?第3頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理不同于其它物質(zhì)，所以它具有不同于其它物質(zhì)的特點(diǎn)。例如：當(dāng)受外界熱和光的作用時(shí)，它的導(dǎo)電能力明顯變化。往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，會(huì)使它的導(dǎo)電能力明顯改變。1.摻雜性2.熱敏性和光敏性半導(dǎo)體的三大特性第4頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月1-1-1本征半導(dǎo)體（純凈和具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體）一、本征半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)GeSi現(xiàn)代電子學(xué)中，用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺，它們的最外層電子（價(jià)電子）都是四個(gè)。第5頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月在硅和鍺晶體中，原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點(diǎn)陣，每個(gè)原子都處在正四面體的中心，而四個(gè)其它原子位于四面體的頂點(diǎn)，每個(gè)原子與其相鄰的原子之間形成共價(jià)鍵，共用一對(duì)價(jià)電子。硅和鍺的晶體結(jié)構(gòu)：通過一定的工藝過程，可以將半導(dǎo)體制成晶體。第6頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月硅和鍺的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵共用電子對(duì)+4+4+4+4+4表示原子外層原來有4個(gè)電子第7頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月共價(jià)鍵中的兩個(gè)電子被緊緊束縛在共價(jià)鍵中，稱為束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價(jià)鍵成為自由電子，因此本征半導(dǎo)體中的自由電子很少，導(dǎo)電能力很弱。形成共價(jià)鍵后，每個(gè)原子的最外層電子是八個(gè)，形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。共價(jià)鍵有很強(qiáng)的結(jié)合力，使原子規(guī)則排列，形成晶體。+4+4+4+4第8頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月二、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理在絕對(duì)0度（-273℃）和沒有外界激發(fā)時(shí),價(jià)電子完全被共價(jià)鍵束縛著，本征半導(dǎo)體中沒有可以運(yùn)動(dòng)的帶電粒子（即載流子），不能導(dǎo)電，相當(dāng)于絕緣體。在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價(jià)電子獲得足夠的能量而脫離共價(jià)鍵的束縛，成為自由電子，同時(shí)共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱為空穴。1.載流子、自由電子和空穴第9頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月+4+4+4+4自由電子空穴束縛電子（價(jià)電子）第10頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月2.本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理+4+4+4+4在外界因素的作用下，空穴吸引附近的電子來填補(bǔ)，結(jié)果相當(dāng)于空穴的遷移，效果相當(dāng)于正電荷的移動(dòng)，因此可以認(rèn)為空穴是載流子，能定向移動(dòng)而形成電流。本征半導(dǎo)體中兩種載流子的數(shù)量相等，稱自由電子空穴對(duì)。第11頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度越高，載流子的濃度越高。因此本征半導(dǎo)體的導(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)------半導(dǎo)體的熱敏性。本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于載流子的濃度。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。（在本征半導(dǎo)體中自由電子和空穴成對(duì)出現(xiàn)，同時(shí)又不斷的復(fù)合）第12頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月1-1-2雜質(zhì)半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量的雜質(zhì)原子，形成雜質(zhì)半導(dǎo)體。雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能將發(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。P型半導(dǎo)體：空穴濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為空穴型半導(dǎo)體。N型半導(dǎo)體：自由電子濃度大大增加的雜質(zhì)半導(dǎo)體，也稱為電子型半導(dǎo)體。第13頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月一、N型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體（本征半導(dǎo)體）中摻入少量的五價(jià)元素，如磷，晶體中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)原子取代。由于磷原子的最外層有五個(gè)價(jià)電子，其中四個(gè)與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵，必定多出一個(gè)電子，這個(gè)電子不受共價(jià)鍵的束縛，很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子就成了不能移動(dòng)的帶正電的離子；本征半導(dǎo)體電子和空穴成對(duì)出現(xiàn)的現(xiàn)象也被打破。第14頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月+4+4+5+4多余電子磷原子N型半導(dǎo)體中的載流子有哪些呢？（1）由磷原子提供的電子，濃度與磷原子相同。（2）本征半導(dǎo)體中成對(duì)產(chǎn)生的電子和空穴。一般情況下，摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，所以，自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度。在N型半導(dǎo)體中，自由電子稱為多數(shù)載流子（多子），空穴稱為少數(shù)載流子（少子）。第15頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月二、P型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體（本征半導(dǎo)體）中摻入少量的三價(jià)元素，如硼（或銦），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)原子取代。硼原子的最外層有三個(gè)價(jià)電子，與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)空穴。這個(gè)空穴可能吸引束縛電子來填補(bǔ)，使得硼原子成為不能移動(dòng)的帶負(fù)電的離子。+4+4+3+4空穴硼原子P型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是少子。第16頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月三、雜質(zhì)半導(dǎo)體的示意圖－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++N型半導(dǎo)體第17頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月小結(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。1.本征半導(dǎo)體中受激（熱激發(fā)即本征激發(fā)）產(chǎn)生的電子和空穴成對(duì)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，受溫度影響較小；而少子（少子濃度）主要由本征激發(fā)決定，所以受溫度影響較大。第18頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月1-1-3PN結(jié)的形成在同一片半導(dǎo)體基片上，分別制造P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體，經(jīng)過載流子的擴(kuò)散，在它們的交界面處就形成了PN結(jié)。第19頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)漂移運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散的結(jié)果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬。內(nèi)電場(chǎng)越強(qiáng)，漂移運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)?？臻g電荷區(qū)，也稱耗盡層。內(nèi)電場(chǎng)E第20頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月漂移運(yùn)動(dòng)P型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半導(dǎo)體++++++++++++++++++++++++擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)E所以擴(kuò)散和漂移這一對(duì)相反的運(yùn)動(dòng)最終達(dá)到平衡，相當(dāng)于兩個(gè)區(qū)之間沒有電荷運(yùn)動(dòng)，空間電荷區(qū)的厚度固定不變。第21頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月1.空間電荷區(qū)中沒有多數(shù)載流子。2.空間電荷區(qū)中內(nèi)電場(chǎng)阻礙P區(qū)中的空穴和N區(qū)中的電子（都是多子）向?qū)Ψ竭\(yùn)動(dòng)（擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)）。3.P區(qū)中的電子和N區(qū)中的空穴（都是少子）數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。小結(jié)第22頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)加正向電壓（正偏）——電源正極接P區(qū)，負(fù)極接N區(qū)

外電場(chǎng)的方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相反。

外電場(chǎng)削弱內(nèi)電場(chǎng)→耗盡層變窄→擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)＞漂移運(yùn)動(dòng)→多子擴(kuò)散形成正向電流（與外電場(chǎng)方向一致）IF正向電流

1-1-4PN結(jié)的單向?qū)щ娦缘?3頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)加反向電壓——電源正極接N區(qū)，負(fù)極接P區(qū)

外電場(chǎng)的方向與內(nèi)電場(chǎng)方向相同。

外電場(chǎng)加強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng)→耗盡層變寬→漂移運(yùn)動(dòng)＞擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)→少子漂移形成反向電流IRPN在一定的溫度下，由本征激發(fā)產(chǎn)生的少子濃度是一定的，故IR基本上與外加反壓的大小無關(guān)，所以稱為反向飽和電流。但I(xiàn)R受溫度影響較大。

第24頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月PN結(jié)加正向電壓時(shí)，可以有較大的正向擴(kuò)散電流，即呈現(xiàn)低電阻，我們稱PN結(jié)導(dǎo)通；

PN結(jié)加反向電壓時(shí)，只有很小的反向漂移電流，呈現(xiàn)高電阻，我們稱PN結(jié)截止。這就是PN結(jié)的單向?qū)щ娦?。?5頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月本次課小結(jié)1、半導(dǎo)體與金屬導(dǎo)電的不同（載流子）。2、半導(dǎo)體的三大特性。3、本征半導(dǎo)體、熱（本征）激發(fā)。4、摻雜半導(dǎo)體、多子和少子。5、PN結(jié)的形成。6、PN結(jié)的單向?qū)щ娦?。?6頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月作業(yè)：P.5.1.1.3P.8.1.2.11.2.21.2.3第27頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月1-2半導(dǎo)體二極管1-2-1半導(dǎo)體二極管的基本結(jié)構(gòu)PN結(jié)加上管殼和引線，就成為半導(dǎo)體二極管。引線（管腳）外殼觸絲線基片點(diǎn)接觸型PN結(jié)面接觸型PN二極管的電路符號(hào)：陽極a+陰極k-第28頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月1-2-2伏安特性反向擊穿電壓UBR死區(qū)電壓，硅管約0.5V,鍺管約0.2V導(dǎo)通壓降:硅管0.6～0.8V,鍺管0.2～0.4V。反向飽和漏電流V(V)I(mA)(μA)二極管的反向擊穿簡(jiǎn)介第29頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月1-2-3主要參數(shù)1.最大整流電流IDM二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許流過二極管的最大正向平均電流。3.反向擊穿電壓VBR二極管反向擊穿時(shí)的電壓值。擊穿時(shí)反向電流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐模踔吝^熱而燒壞。手冊(cè)上給出的最高反向工作電壓VBWM一般是VBR的一半。2.反向工作峰值電壓VBWM保證二極管不被擊穿時(shí)的反向峰值電壓。第30頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月4.反向電流IR指二極管加反向峰值工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦圆睿虼朔聪螂娏髟叫≡胶?。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流要比硅管大幾十到幾百倍。第31頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月5.微變電阻rDiDvDIDVDQiDvDrD是二極管特性曲線上工作點(diǎn)Q附近電壓的變化量與電流的變化量之比：顯然，rD是對(duì)Q附近的微小變化區(qū)域內(nèi)的電阻。第32頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月6.二極管的極間電容（結(jié)電容）*☆二極管的兩極間存在電容效應(yīng)，對(duì)應(yīng)的等效電容由兩部分組成：勢(shì)壘電容CB和擴(kuò)散電容CD。*勢(shì)壘電容：勢(shì)壘區(qū)是積累空間電荷的區(qū)域，當(dāng)電壓變化時(shí)，就會(huì)引起積累在勢(shì)壘區(qū)的空間電荷的變化，這樣所表現(xiàn)出的電容是勢(shì)壘電容。電容效應(yīng)：當(dāng)外加電壓發(fā)生變化時(shí)，耗盡層的寬度將隨之改變，即PN結(jié)中存儲(chǔ)的電荷量要隨之變化，就像電容充放電一樣。第33頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)外加正向電壓不同時(shí)，PN結(jié)兩側(cè)堆積的少子的數(shù)量及濃度梯度也不同(相當(dāng)于電容的充放電)。電容效應(yīng)在交流信號(hào)作用下才會(huì)表現(xiàn)出來。擴(kuò)散電容：為了形成正向電流（擴(kuò)散電流），注入P區(qū)的電子在P區(qū)有濃度差，越靠近PN結(jié)濃度越大，即在P區(qū)有電子的積累。同理，在N區(qū)有空穴的積累。第34頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月勢(shì)壘電容在正偏和反偏時(shí)均不能忽略。而反向偏置時(shí)，由于少數(shù)載流子數(shù)目很少，可忽略擴(kuò)散電容。PN結(jié)高頻小信號(hào)時(shí)的等效電路：勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容的綜合效應(yīng)rd第35頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月☆☆☆從二極管的主要參數(shù)中可得出二極管單向?qū)щ娦允〉膱?chǎng)合及原因

☆☆☆1、正向偏壓太低。（不足以克服死區(qū)電壓）2、正向電流太大。（會(huì)使PN結(jié)溫度過高燒毀）3、反向偏壓太高。（造成反向擊穿）4、工作頻率太高。（使結(jié)電容容抗下降而反向不截止）第36頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)際二極管：死區(qū)電壓

0.5V，正向壓降0.7V(硅二極管)理想二極管：死區(qū)電壓=0，正向壓降=0

RLuiuouiuott二極管的應(yīng)用舉例1：二極管半波整流實(shí)際應(yīng)用中利用二極管的單向?qū)щ娦?，典型?yīng)用有整流、限幅、保護(hù)等。第37頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月二極管的應(yīng)用舉例2：波形轉(zhuǎn)換tttuiuRuoRRLuiuRuo第38頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月1-3特殊二極管1-3-1穩(wěn)壓二極管VIIZIZmaxUZIZ曲線越陡，電壓越穩(wěn)定。+-UZ動(dòng)態(tài)電阻：rz越小，穩(wěn)壓性能越好。第39頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）穩(wěn)定電流IZ，最大、最小穩(wěn)定電流Izmax、Izmin。（5）最大允許功耗穩(wěn)壓二極管的參數(shù):（1）穩(wěn)定電壓UZ（2）電壓溫度系數(shù)V（%/℃）穩(wěn)壓值受溫度變化影響的系數(shù)。（3）動(dòng)態(tài)電阻第40頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月穩(wěn)壓管只有與適當(dāng)?shù)碾娮柽B接才能起到穩(wěn)壓作用。VIIZIZmaxUZIZUZiUIZIZULR0URR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)。第41頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月穩(wěn)壓二極管的應(yīng)用舉例UoiZDZRiLiUiRL穩(wěn)壓管的技術(shù)參數(shù):解：令輸入電壓達(dá)到上限時(shí)，流過穩(wěn)壓管的電流為Izmax——方程1要求當(dāng)輸入電壓由正常值發(fā)生20%波動(dòng)時(shí)，負(fù)載電壓基本不變。求：電阻R和輸入電壓Vi的正常值。令輸入電壓降到下限時(shí)，流過穩(wěn)壓管的電流為Izmin?！匠?聯(lián)立方程1、2，可得：第42頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月選擇限流電阻阻值的原則1、當(dāng)輸入電壓最大而負(fù)載要求的電流最小時(shí)，流過穩(wěn)壓二極管的電流最大，此時(shí)限流電阻要保證流過穩(wěn)壓二極管的電流小于最大電流；2、當(dāng)輸入電壓最小而負(fù)載要求的電流最大時(shí)，流過穩(wěn)壓二極管的電流最小，此時(shí)限流電阻要保證流過穩(wěn)壓二極管的電流大于最小電流。第43頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月1-3-2光電二極管反向電流隨光照強(qiáng)度的增加而上升。IV照度增加光電流、暗電流第44頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月1-3-3發(fā)光二極管有正向電流流過時(shí)，發(fā)出一定波長(zhǎng)范圍的光。目前的發(fā)光二極管可以發(fā)出從紅外到可見波段的光；電特性與一般二極管類似。第45頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月1．半導(dǎo)體中有兩種載流子：電子和空穴。電子帶負(fù)電，空穴帶正電。在純凈半導(dǎo)體中摻入不同的雜質(zhì)，可以得到N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。2．采用一定的工藝，使P型和N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起，就形成了PN結(jié)。PN結(jié)的基本特點(diǎn)是單向?qū)щ姟?．二極管是由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的。半導(dǎo)體器件(二極管)部分內(nèi)容小結(jié)二極管的分析模型：理想二極管模型、特性曲線折線近似（導(dǎo)通電阻不為0）、恒壓源模型（導(dǎo)通電阻為0）第46頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月例1：二極管構(gòu)成的限幅電路如圖所示，R＝1kΩ，UREF=2V，輸入信號(hào)為ui。(1)若ui為4V的直流信號(hào)，分別采用理想二極管模型、恒壓源模型計(jì)算電流I和輸出電壓uo解：（1）采用理想模型分析。

采用恒壓源模型分析。例題第47頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）如果ui為幅度±4V的交流三角波，波形如圖所示，分別采用理想二極管模型和恒壓源模型分析電路并畫出相應(yīng)的輸出電壓波形。解：①采用理想二極管模型分析。波形如右所示。0-4V4Vuit2V2Vuot第48頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月02.7Vuot0-4V4Vuit2.7V

②采用恒壓源模型分析，波形如右所示。第49頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月例2:在下圖中,試求以下幾種情況的端電壓VY及各元件流過的電流:(1)UA=10V,UB=0V;解:忽略二極管的導(dǎo)通壓降：(1)二極管ＤＡ優(yōu)先導(dǎo)通，則ＤＢ反向偏置，截止，UAUB1KΩ1KΩR9kΩＤＢＤA第50頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)UA=6V,UB=5.8V;設(shè)兩管均導(dǎo)通，應(yīng)用結(jié)點(diǎn)電流法可得：UAUB1KΩ1KΩR9kΩＤＢＤA可見DB管也確能導(dǎo)通.第51頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月例3：兩個(gè)穩(wěn)壓管,穩(wěn)定電壓分別為5.5V和8.5V,正向?qū)▔航刀际?.5V,如果要得到0.5V、3V、6V、9V和14V應(yīng)如何連接?解:電路如下列所示，分別可以得到題意要求的穩(wěn)壓值：第52頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月例3：兩個(gè)穩(wěn)壓管,穩(wěn)定電壓分別為5.5V和8.5V,正向?qū)▔航刀际?.5V,如果要得到0.5V、3V、6V、9V和14V應(yīng)如何連接?解:電路如下列所示，分別可以得到題意要求的穩(wěn)壓值：R+-UiDz10.5V+-RRDZ1Dz2Ui-3V+--+-UiRDz1Dz2+6V-+Ui-RDz1Dz2+9V-+Ui-R+14v-第53頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月二極管模型：理想二極管、理想二極管串聯(lián)電壓源（恒壓降）、折線模型、恒壓降串聯(lián)電阻（考慮壓降的折線模型）、用數(shù)字公式近似描述的二極管伏安特性：舉例：P.27.1.8第54頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月本次課內(nèi)容二極管的結(jié)構(gòu)和伏安特性二極管的主要參數(shù)。二極管單向?qū)щ娦允〉膱?chǎng)合及原因。二極管的幾種分析模型。特殊二極管二極管應(yīng)用舉例。第55頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月作業(yè)：P.15.1.3.11.3.2P.17.1.4.1P.25.1.11.3第56頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月

上次課內(nèi)容：1、二極管的結(jié)構(gòu)和伏安特性2、二極管的主要參數(shù)及二極管單向?qū)щ娦允〉膱?chǎng)合及原因。3、特殊二極管。4、二極管分析模型及應(yīng)用舉例。第57頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月用萬用表檢測(cè)二極管的好壞及極性萬用表歐姆檔，黑表筆對(duì)應(yīng)于表內(nèi)電池的正極，而紅表筆對(duì)應(yīng)于表內(nèi)電池的負(fù)極。二極管正偏時(shí)導(dǎo)通，呈現(xiàn)的電阻阻值較小。二極管反偏時(shí)截止，呈現(xiàn)的電阻阻值較大。第58頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月1-4-1基本結(jié)構(gòu)--BECNNP基極發(fā)射極集電極NPN型PNP集電極基極發(fā)射極BCEPNP型

1-4半導(dǎo)體三極管第59頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月BECNNP基極發(fā)射極集電極基區(qū)：較薄，摻雜濃度低集電結(jié)：面積較大發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高BECNNP基極發(fā)射極集電極發(fā)射結(jié)集電結(jié)第60頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月BECIBIEICNPN型三極管BECIBIEICPNP型三極管符號(hào)三極管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：基區(qū)特別薄，發(fā)射區(qū)摻雜濃度特別高，集電結(jié)面積特別大。第61頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月一、實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法ICmAAVVUCEUBERBIBECEB1-4-2電流分配和放大原理第62頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)論:1.IE=IC+IB3.IB=0時(shí),IC=ICEO（穿透電流）4.要使晶體三極管處于放大狀態(tài),發(fā)射結(jié)必須正偏,集電結(jié)必須反偏。第63頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月二.電流放大原理*BECNNPEBRBECIE基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴(kuò)散可忽略。IBE進(jìn)入基區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成復(fù)合電流IBE

，多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié)。發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴(kuò)散，形成發(fā)射極電流IE。第64頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月BECNNPEBRBECIE集電結(jié)反偏，集電區(qū)少子漂移形成的反向電流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBOICEIBEICE從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散來的電子作為基區(qū)的少子，漂移進(jìn)入集電結(jié)而被收集，形成ICE。第65頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月IB=IBE-ICBOIBEIBBECNNPEBRBECIEICBOICEIC=ICE+ICBO

ICEIBE第66頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月ICE與IBE之比稱為電流放大倍數(shù)無數(shù)次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：漂移到集電區(qū)的電子數(shù)（或其變化量）與在基區(qū)復(fù)合的電子數(shù)（或其變化量）總成比例，即ICE與IBE之比為一常數(shù)，稱作電流放大倍數(shù)。第67頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月一.輸入特性UCE1VIB(A)UBE(V)204060800.40.8工作壓降：硅管UBE0.6~0.7V,鍺管UBE0.2~0.3V。UCE=0VUCE=0.5V

死區(qū)電壓，硅管約0.5V，鍺管約0.1V。1-4-3特性曲線第68頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月二、輸出特性IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域滿足IC=IB，稱為線性區(qū)（放大區(qū)）。當(dāng)VCE大于一定的數(shù)值時(shí)，IC只與IB有關(guān)：IC=IB。第69頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月IC(mA)1234VCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域中VCEVBE,集電結(jié)正偏，集電極電流不再受基極電流的控制，VCE0.3V，稱為飽和區(qū)。第70頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域中:IB=0,IC=ICEO,VBE<死區(qū)電壓，稱為截止區(qū)。第71頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月輸出特性三個(gè)區(qū)域的特點(diǎn):放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。

IC=IB,且IC

=

IB(2)飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。即：VCEVBE

，

IB>IC，VCE0.3V

(3)截止區(qū)：

VBE<死區(qū)電壓，IB=0，IC=ICEO

0

注意：結(jié)------PN結(jié)；極------電極；集------收集?。?！第72頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月1-4-4主要參數(shù)三極管發(fā)射極是輸入輸出的公共點(diǎn)，為共射接法，相應(yīng)地還有共基、共集接法。共射直流電流放大倍數(shù)：工作于動(dòng)態(tài)的三極管，真正的信號(hào)是疊加在直流上的交流信號(hào)。基極電流的變化量為IB，相應(yīng)的集電極電流變化為IC，則交流電流放大倍數(shù)為：1.電流放大倍數(shù)和

第73頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月例：UCE=6V的前提下：IB=40A,IC=1.5mA，IB=60A時(shí)IC=2.3mA，則因?yàn)橹绷麟娏鞣糯蟊稊?shù)與交流電流放大倍數(shù)非常接近，一般作近似處理：=第74頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月2.集-基極反向截止電流ICBOAICBOICBO是集電結(jié)反偏時(shí)，由少子的漂移形成的反向電流，受溫度的變化影響較大。第75頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月BECNNPICBOICEO=

IBE+ICBO

=（1+）ICBO

IBEIBEICBO進(jìn)入N區(qū)，形成IBE。根據(jù)放大關(guān)系，由于IBE的存在，必有電流IBE。集電結(jié)反偏有ICBO3.穿透電流ICEOICEO受溫度影響很大，當(dāng)溫度上升時(shí)，ICEO增加很快，所以IC也相應(yīng)增加。三極管的溫度特性較差。第76頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月4.集電極最大電流ICM集電極電流IC上升會(huì)導(dǎo)致三極管的值下降，當(dāng)值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為ICM。5.集-射極反向擊穿電壓當(dāng)集---射極之間的電壓VCE超過一定的數(shù)值時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手冊(cè)上給出的數(shù)值是25C、基極開路時(shí)的擊穿電壓V(BR)CEO。第77頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月6.集電極最大允許耗散功率PCM集電極電流IC流過三極管，所發(fā)生的功率為：PC=ICUCE必定導(dǎo)致結(jié)溫上升，所以PC

有限制。PCPCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)第78頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月1.三極管工作時(shí)，有兩種載流子參與導(dǎo)電，稱為雙極型晶體管。2.三極管是一種電流控制型的器件，改變基極電流就可以控制集電極電流。3.三極管的特性可用輸入特性曲線和輸出特性曲線來描述。4.三極管有三個(gè)工作區(qū)：飽和區(qū)、放大區(qū)和截止區(qū)。半導(dǎo)體器件(三極管)部分內(nèi)容小結(jié)第79頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月例：有兩個(gè)晶體管分別接在放大電路中,測(cè)得它們的管腳電位如下表所示:試判斷管子類型。解：因?yàn)槿龢O管處于放大狀態(tài)，所以第80頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月1-4-5三極管的測(cè)試與應(yīng)用第81頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月三極管的結(jié)構(gòu)、分類三極管的電流分配、電流放大作用三極管的三種工作狀態(tài)及各自特點(diǎn)三極管的伏安特性、主要參數(shù)及安全工作區(qū)域本次課內(nèi)容用萬用表檢測(cè)二極管的好壞與極性第82頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月作業(yè)：P.24.1.5.3P.27.1.111.14P.35.2.1.42.1.62.1.7第83頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月用萬用表檢測(cè)二極管的好壞及極性萬用表歐姆檔，黑表筆對(duì)應(yīng)于表內(nèi)電池的正極，而紅表筆對(duì)應(yīng)于表內(nèi)電池的負(fù)極。二極管正偏時(shí)導(dǎo)通，呈現(xiàn)的電阻阻值較小。二極管反偏時(shí)截止，呈現(xiàn)的電阻阻值較大。第84頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月上次課內(nèi)容三極管的結(jié)構(gòu)及分類三極管的電流分配及電流放大作用三極管的三種工作狀態(tài)及各自特點(diǎn)三極管的主要參數(shù)及安全工作區(qū)域第85頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月舉例說明三極管工作狀態(tài)的特點(diǎn)P.63.2.12.3第86頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制元件,只有多子參與導(dǎo)電，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好。1-5場(chǎng)效應(yīng)管----單極型晶體管*三極管是電流控制元件，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子(熱穩(wěn)定性較差)都參與運(yùn)行，所以被稱為雙極型器件。增強(qiáng)型耗盡型N溝道P溝道N溝道P溝道N溝道P溝道場(chǎng)效應(yīng)管

絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管第87頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月1-5-1絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（MOS管）一、結(jié)構(gòu)和電路符號(hào)PNNGSDP型基底兩個(gè)N區(qū)SiO2絕緣層導(dǎo)電溝道金屬鋁GSDN溝道增強(qiáng)型第88頁，課件共100頁，創(chuàng)作于2023年2月N溝道耗盡型PNNGSD