第14章二极管和晶体管

1、下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 电子技术 主讲：段仲麒主讲：段仲麒 联系方式： 手机邮箱：DUANCCZU.EDU.CN QQ号：602042848 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 物质按其导电能力的强弱可分为三种物质按其导电能力的强弱可分为三种 1、导体：容易传导电流的物质，电阻率、导体：容易传导电流的物质，电阻率 较小：较小：10 6103.cm之间 之间 。 3、半导体：导电能力介于导体与绝缘体、半导体：导电能力

2、介于导体与绝缘体 之间，电阻率一般在：之间，电阻率一般在：10 3108.cm之 之 间。间。 2、绝缘体：导电能力很差，电阻率较大，、绝缘体：导电能力很差，电阻率较大， 1081020.cm之间。之间。 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 14.1 半导体的导电特性半导体的导电特性 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 共价健共价健 Si Si Si Si 价电子价电子 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 Si Si Si Si 价电子价电子 这一现象称为本征激发。这一现象称为本征激发。 空穴空穴 自由电子自由电子 下一页下一页返回返回上一

3、页上一页退出退出章目录章目录 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 Si Si Si Si p+ 多多 余余 电电 子子 磷原子磷原子 在常温下即可在常温下即可 变为自由电子变为自由电子 失去一个失去一个 电子变为电子变为 正离子正离子 1：N型半导体型半导体 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 Si Si Si Si B 硼原子硼原子 空穴空穴 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 多子的扩散运动多子的扩散运动 内电场内电场 少子的漂移运动少子的漂移运动 浓度差浓度差 扩散的结果使扩散的结

4、果使 空间电荷区变宽。空间电荷区变宽。 空间电荷区也称空间电荷区也称 PN 结结 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 形成空间电荷区形成空间电荷区 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 PN 结变窄结变窄 P接正、接正、N接负接负 外电场外电场 IF 内电场内电场 PN + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 内电场被加内电场被加 强，少子的漂强，少子的漂 移加强，由于移加强，由于 少子数量很少，少子数量很少， 形成很小的反形成很

5、小的反 向电流。向电流。IR + 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 阴极引线阴极引线 阳极引线阳极引线 二氧化硅保护层二氧化硅保护层 P型硅型硅 N型硅型硅 ( c ) 平面型 平面型 金属触丝金属触丝 阳极引线阳极引线 N型锗片型锗片 阴极引线阴极引线 外壳外壳 ( a ) 点接触型点接触型 铝合金小球铝合金小球 N型硅型硅 阳极引线阳极引线 PN结结 金锑合金金锑合金 底座底座 阴极引线阴极引线 ( b ) 面接触型面接触型 图示：半导体二极管的结构和符号图示：半导体二极管的结构和符号 阴极阴极阳极阳极 ( d )

6、符号符号 D 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 反向击穿反向击穿 电压电压U(BR) 反向特性反向特性 U I P N + P N + 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 定性分析：定性分析：判断二极管的工作状态判断二极管的工作状态 导通导通 截止截止 若二极管是理想的，若二极管是理想的， 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 例例1： D 6V 12V 3k B A UAB + 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录

7、例例2: mA4 3 12 2D I B D1 6V 12V 3k A D2 UAB + 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 V sin18 i tu t 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 UZ IZ IZM UZ IZ _ + U I O 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 Z Z ZI U r 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 晶体管的结构晶体管的结构 (a)平面型；平面型； (b)合金型合金型 BE P型硅型硅 N型硅型硅 二氧化碳保护膜二氧化碳保护膜 铟球铟球 N型锗型锗 N型硅型硅 C B E C P P 铟

8、球铟球 (a) (b) 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 (a) N N C E B P C E TB IB IE IC (b) B E C P P N E T C B IB IE IC C E NNP B C E PPN B 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 EEB RB RC 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 晶体管电流放大的实验电路晶体管电流放大的实验电路 mA A V V mA IC EC IB IE RB + UBE + UCE EB C E B 3DG100 下一页下一

9、页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 符合基尔霍夫定律符合基尔霍夫定律 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 + UBE IC IE IB C T E B + UCE (a) NPN 型晶体管；型晶体管； + UBE IB IE IC C T E B + UCE 电流方向和发射结与集电结的极性电流方向和发射结与集电结的极性 (b) PNP 型晶体管型晶体管 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子 内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，内部载流子运动的外部表现，反映了晶体

10、管的性能， 是分析放大电路的依据。是分析放大电路的依据。 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 共发射极电路共发射极电路 输入回路输入回路输出回路输出回路 mA A V V IC EC IB RB + UBE + UCE EB C E B 3DG100 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 常常数数 CE )( BEB U UfI 3DG100晶体管的晶体管的 输入特性曲线输入特性曲线 O 0.40.8 IB/ A UBE/V UCE1V 60 40 20 80 下一页下一页返

11、回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 常常数数 B )( CEC I UfI 共发射极电路共发射极电路 IC EC=UCC IB RB + UBE + UCE EB C E B IC/mA UCE/V 100 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 12 4 2.3 1.5 3 2 1 IB =0 3DG100晶体管的输出特性曲线晶体管的输出特性曲线 在不同的在不同的 IB下，可得出不同的曲线，所以晶体管下，可得出不同的曲线，所以晶体管 的的输出特性曲线输出特性曲线是一组曲线。是一组曲线。 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 晶体管有三种工作状态，因而晶体

12、管有三种工作状态，因而输出特性曲线输出特性曲线分为分为 三个工作区三个工作区 3DG100晶体管的输出特性曲线晶体管的输出特性曲线 IC/mA UCE/V 100 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 12 4 2.3 1.5 3 2 1 IB =0 对对 NPN 型管型管而言而言, 应使应使 UBE 0, UBC UBE。 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 IC/mA UCE/V 100 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 12 4 2.3 1.5 3 2 1 IB =0 对对NPN型硅管，当型硅管，当 UBE0.5V时时, 即已

13、即已 开始截止开始截止, 为使晶体为使晶体 管可靠截止管可靠截止 , 常使常使 UBE 0。截止时截止时, 集集 电结也处于反向偏电结也处于反向偏 置置( (UBC 0),),此时此时, IC 0, UCE UCC 。 IB = 0 的曲线以下的区域称为截止区。的曲线以下的区域称为截止区。 IB = 0 时时, IC = ICEO( (很小很小) )。(ICEO 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 IC/mA UCE/V 100 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 12 4 2.3 1.5 3 2 1 IB =0 IC UCC/RC 。 当当 UCE 0

14、) )， 晶体管工作于饱和状态。晶体管工作于饱和状态。 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 晶体管三种工作状态的电压和电流晶体管三种工作状态的电压和电流 (a)放大放大 + UBE 0 IC IB + UCE UBC 0 + (b)截止截止 IC 0 IB = 0 + UCE UCC UBC 0 IB + UCE 0 UBC 0 + C CC C R U I 当晶体管饱和时，当晶体管饱和时， UCE 0，发射极与集电极之，发射极与集电极之 间如同一个开关的接通，其间电阻很小；当晶体管间如同一个开关的接通，其间电阻很小；当晶体管 截止时，截止时，IC 0 ，发射极与集电极之间如

15、同一个开关，发射极与集电极之间如同一个开关 的断开，其间电阻很大，可见，的断开，其间电阻很大，可见，晶体管除了有放大晶体管除了有放大 作用外，还有开关作用。作用外，还有开关作用。 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 0 0.1 0.5 0.1 0.6 0.7 0.2 0.3 0.3 0.1 0.7 0.3 硅管硅管( (NPN) ) 锗管锗管( (PNP) ) 可靠截止可靠截止开始截止开始截止 UBE/V UBE/VUCE/V UBE/V 截截 止止 放大放大 饱和饱和 工工 作作 状状 态态 管管 型型 晶体管结电压的典型值晶体管结电压的典型值 四、四、主要参数主要参数 表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶 体管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。体管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 B C I I _ B C I I 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 537 040 51 B C . . . I I 40 040060 5132 B C . . I I 下一页下一页返回返回上一页上一页退出退出章目录章目录 ICBO A + EC A ICEO IB=0 + 以上三个参数称为晶体管的特性参数以上三个参数称为晶