二極管和三極管的結(jié)構(gòu)與基本性能

請預(yù)覽后卜-我!請預(yù)覽后卜-我!請預(yù)覽后卜?我!請預(yù)覽后卜?我!第一節(jié)三極管的結(jié)構(gòu)與基本性能一、理想二極管的正向?qū)ㄌ??生二極管對電流具有單向?qū)ǖ奶匦裕璨牧隙O管的正向?qū)娏髋c正向電壓之間的矢系曲線如圖1?1?曲線如圖1?1?1所示。I2.00.5圖1丄1理想二極管的正向?qū)ㄌ匦裕ㄒ唬?dǎo)通電壓與導(dǎo)通通電流之間的對應(yīng)矢系二極管在正向電壓為0.4V左右時微弱導(dǎo)通，0.7V左右時明顯導(dǎo)通。導(dǎo)通電壓與導(dǎo)通電流之間的變化矢系是'導(dǎo)通電壓每變化9mV,導(dǎo)通電流會變化邁倍。（二）二極管正向?qū)妷号c導(dǎo)通電流之間的對應(yīng)矢系廠（仝4=/oX>/29"(1.1.2)或Zw=Zox2吹(1.1.2)或匕二匕+9戒x21og2（A） （1.1.3）為二極管正向?qū)〞r的某靜態(tài)電壓，為二極管在I;。的基礎(chǔ)上變化后的電壓。I。為二極管加上正向?qū)妷篣。時的正向?qū)娏?h為二極管與相對應(yīng)的正向?qū)娎纾耗扯O管的在導(dǎo)通電壓UF0.700V時，導(dǎo)通電流為LFlrnA.求導(dǎo)通電壓分別變化到UBi=0.682V.UAO.691V.UR.709V.”=0.718V時的導(dǎo)通電流IsI環(huán)JS解：根據(jù)；/r=/0XV2吹,0.682V-D.7Vt/川=\niAx419戒=0.5/iiA_0.691V-0.7VA人2==\niAx>12w=0.707mA(0.709V.0.7V人3=1機(jī)4xV2*9wV=1.414/714/；14=1機(jī)4xy///wV=2niA由此可見，只要知道二極管的某個導(dǎo)通電壓和相對應(yīng)的導(dǎo)通電流，就可以計算出二極管的正向?qū)ㄇ€上任何一點的參數(shù)。（三）二極管的正向?qū)〞r的動態(tài)電阻1、動態(tài)電阻的概念動態(tài)電阻“的概念指的是電壓的變化量與對相應(yīng)的電流變化量之比。A（/（1.1.4）二極管正向?qū)ㄖ?，既有?dǎo)通電壓的參數(shù)，又有相應(yīng)的導(dǎo)通電流的參數(shù)，但正向?qū)娮鑵s不能簡單地等于導(dǎo)通電壓與導(dǎo)通電流之比。例如：假設(shè)二極管的正向?qū)妷篏二0.7V、靜態(tài)電流LFI1DA,如果認(rèn)為二極管正向?qū)娮杈偷扔趯?dǎo)通電壓與導(dǎo)通電流之比的話，此時的電阻應(yīng)當(dāng)為Uo/I°=O.7V/lmA二700Q。照此推論，當(dāng)導(dǎo)通電壓UE.4V時，相應(yīng)的導(dǎo)通電流應(yīng)當(dāng)是In=2mAo而實際的結(jié)果是，當(dāng)正向?qū)妷篒;逖到0.718V時（增加18mV），電流L就已經(jīng)增加到2mA了。由此可見，二極管正向?qū)ê笥袃煞N電阻：一是直流電阻，就是正向?qū)妷号c相對應(yīng)的正向?qū)娏髦?。二是動態(tài)電阻，就是二極管正向?qū)ㄇ€中某一點的電壓微變量與相應(yīng)的電流微變量之比，即該點斜率的倒數(shù)，見圖1.1,1中各Q點的不同斜率。2、 二極管正向?qū)ê蟮膭討B(tài)電阻的粗略計算已知Q。點U。二0.7V、iFlmA,Q：點UFO.718Y、L二2mA,nmc上的+卩口 A/（＞ 0.709V-0.691V 、則Q0點的動態(tài)電阻J》川 -p 心25.46QA/創(chuàng)1?414〃?A-0-707〃L4c「砧m十宀m AUB0.727V-0.709V “Qi點白、J動態(tài)電咀：門0?=■■一金 丸12.73Q血4AZC42?82&必一1?414//ill3、 二極管正向?qū)ê蟮膭討B(tài)電阻的微分計算由于二極管導(dǎo)通電壓與電流變化是非線性尖系，所以上述計算不夠精確，若對Zn=/°X2⑻川進(jìn)行微分，可以求得人的導(dǎo)數(shù)：根據(jù)動態(tài)電阻的龍義，可知二極管動態(tài)電阻口（。）為人的倒數(shù)，故有：(1.1.5)1請預(yù)覽后卜?我!1請預(yù)覽后卜?我!rd（⑵二丁二請預(yù)覽后下找!請預(yù)覽后下找!⑷（込/而/,=/（）2⑻血，則2⑻川二丄‘代入上式si 1si 1〃力嚴(yán)°18/HVG18wV26(/HV)In2x/'，?/“(機(jī)4)故:故:Q。點、的電阻屜°g）=土半牛.二26。/。。（〃詛）IniAQi點的電阻26〃Qi點的電阻26〃R匕陽）2伽V2niA=13Q4、二極管正向?qū)▌討B(tài)電阻的粗略訃算法與微分計算法之比較從兩種計算法的數(shù)據(jù)區(qū)別可以看出，粗略計算法比微分計算法所得的二極管正向?qū)▌討B(tài)電阻值要略小一些，這是因為粗略汁算法所取的電壓和電流的變量較大，二極管正向?qū)▌討B(tài)電阻的非線性不能被忽略，從而導(dǎo)致計算數(shù)據(jù)不夠精確。粗略計算法有著廣泛的通用性，適用于所有動態(tài)電阻的訃算。微分訃算法的公式口（0）=比護(hù)僅適用于普通二極管的正向?qū)ㄌ匦浴贿m用于其它動態(tài)電阻的計算。二極管正向?qū)ê蟮膭討B(tài)電阻隨導(dǎo)通電流的不同而不同，導(dǎo)通電流越大，電阻越低。即二極管正向?qū)ê蟮膭討B(tài)電阻與導(dǎo)通電流成反比。（四） 失真問題從圖1丄1中的電壓波形LU、u：與電流波形1'、之間的對應(yīng)矢系可以看出，如果二極管在某個正向?qū)妷旱幕A(chǔ)上以正弦規(guī)律發(fā)生波動，所引起電流波動的波形卻出現(xiàn)了失?貞?，這是由于二極管的正向?qū)妷号c正向?qū)娏髦g的非線性尖系所致。正向?qū)妷旱牟▌臃仍酱?，這種非線性就越嚴(yán)重。相反，正向?qū)妷旱牟▌臃仍叫?，這種非線性也就越小，當(dāng)正向?qū)妷旱牟▌臃刃〉揭获獬潭?，正向?qū)娏鞯倪@種非線性也就小得可以忽略不計。（五） 本章節(jié)所述二極管導(dǎo)通特性的應(yīng)用范圍不同類型的二極管在導(dǎo)通特性方而有著很大差異，本章節(jié)所述的二極管導(dǎo)通特性專門用于描述硅材料普通三極管的極間導(dǎo)通特性。二、理想三極管的基本特性（一）三極管的結(jié)構(gòu)與符號標(biāo)識

集電極$基極NPN型發(fā)射極2集電極$基極NPN型發(fā)射極2集電極卡基辭電PMP型訂發(fā)射極2(b)圖1?1?2三極管的結(jié)構(gòu)與符號標(biāo)識如果用儀表進(jìn)行對三極管各極之間的導(dǎo)通方向進(jìn)行測S,XPN型三極管和PNP型三極管各極之間的電流導(dǎo)通尖系，分別等同如圖1.1.2(a)和圖1.1.2(b)中的二極管結(jié)構(gòu)，但三極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與普通二極管連接的相應(yīng)結(jié)構(gòu)卻有著本質(zhì)的不同。理想硅材料三極管各極之間電流的系數(shù)尖系圖1.1?3理想三極管各極之間電流的系數(shù)為系b-^5Kb1、三極管的基極與發(fā)射極之間導(dǎo)通特性普通硅材料三極管的基極與發(fā)射極之間，具有如圖1.1.1所示普通硅材料二極管的特。2、集電極電流與基極電流之間的尖系如圖1丄3所示，NPN型三極管在加上一個基極電流I,的情況下'若在集電極c和發(fā)射極e之間加上大于零的正向電壓Uu(Ej,就會產(chǎn)生一個集電極電流Ic,此時的集電極電流Ic就會是基極電流h的B倍：Ic=OX]B(1丄7)B值是三極管所特有的電流放大倍數(shù)，每個三極管的B值都不一樣，不同三極管B值的范圍大約在50?400之間。3、 集電極電流與集電極電壓之間的尖系三極管集電極電流的大小與集電極電壓的大小無矢，只要集電極電壓大于零，即使集電極電壓大小發(fā)生變化，也不會使集電極電流發(fā)生變化，體現(xiàn)出集電極電流受基極電流的B倍所控制的恒流源的性質(zhì)。4、 發(fā)射極電流與集電極電流、基極電流之間的矢系發(fā)射極電流等于基極電流與集電極電流之和：IE=IB+/(：?=+0x/〃=(0+l)x/〃 (1.1.8)請預(yù)覽后下我!請預(yù)覽后下我!5、集電極電流與發(fā)射極電流之間的尖系由于基極電流I,只有集電極電流良的1/B，所以發(fā)射極電流匚與集電極電流Ic很接近，通常情況下，我們視集電極電流等于發(fā)射極電流：r ETlr=一 2/P60+1'(1.1.9)三極管集電極與發(fā)射極之間的動態(tài)電阻三極管的集電極與發(fā)射極之間的電阻，有宜流電阻和動態(tài)電阻兩個不同的概念。1、 三極管集電極的直流電阻三極管的集電極與發(fā)射極之間的宜流電阻，等于集電極與發(fā)射極之