山东建筑大学 电工学A2二极管和晶体管 ppt课件

1、一、什么是半导体一、什么是半导体 半导体是导电才干在导体与绝缘体之半导体是导电才干在导体与绝缘体之间的物质间的物质典型物质：硅典型物质：硅 Si 硅谷硅谷:美国西海岸加利福尼亚州的圣他克拉克县美国西海岸加利福尼亚州的圣他克拉克县 14.1 半导体的导电特性半导体的导电特性14.1 半导体的导电特性半导体的导电特性共价健共价健 Si Si Si Si价电子价电子2、构造：四面体构造、构造：四面体构造 Si Si Si Si价电子价电子这一景象称为本征激发。这一景象称为本征激发。空穴空穴自在电子自在电子 Si Si Si Sip+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在电子变为

2、自在电子失去一失去一个电子个电子变为正变为正离子离子 Si Si Si SiB硼原子硼原子空穴空穴课本：练习与思索14.1.3多子的分散运动多子的分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 分散的结果使空分散的结果使空间电荷区变宽。间电荷区变宽。空间电荷区也称空间电荷区也称 PN 结结 +构成空间电荷区构成空间电荷区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+ 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，构成很小的反构成很小的反向电流。向电流。阴极引线阴极引线阳极引线阳极引线二氧化硅维护层

3、二氧化硅维护层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图 1 12 半导体二极管的构造和符号半导体二极管的构造和符号 阴极阴极阳极阳极( d ) 符号符号D反向击穿反向击穿电压电压U(BR)反向特性反向特性UIPN+PN+ 要求：要求： 最大整流电流、最大整流电流、 反向任务峰值电压、反向任务峰值电压、 反向峰值电流反向峰值电流 三个量标注于二极管的伏安特性曲线上三个量标

4、注于二极管的伏安特性曲线上定性分析：判别二极管的任务形状定性分析：判别二极管的任务形状导通导通截止截止 假设二极管是理想的，正导游通时正向管压降为零，假设二极管是理想的，正导游通时正向管压降为零，反向截止时二极管相当于断开。反向截止时二极管相当于断开。例例1：D6V12V3kBAUAB+例例2:mA43122D IBD16V12V3kAD2UAB+V sin18itu t 课本例题：例14.3.1 练习与思索 14.3.1， 14.3.2， 14.3.3， 14.3.4， 14.3.5UZIZIZM UZ IZ_+UIOZZ ZIUr 例题14.4.1 练习与思索 14.4.1 14.4.2晶

5、体管的构造晶体管的构造(a)平面型；平面型； (b)合金型合金型BEP型硅型硅N型硅型硅二氧化碳维护膜二氧化碳维护膜铟球铟球N型锗型锗N型硅型硅CBECPP铟球铟球(a)(b)(a)NNCEBPCETBIBIEIC(b)BECPPNETCBIBIEICCENNPBCEPPNBEEBRBRC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 AVVmAICECIBIERB+UBE+UCEEBCEB3DG100+ UBE ICIEIB CT E B +UCE(a) NPN 型晶体管；型晶体管；+ UBE IBIEIC CT EB +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

6、极性(b) PNP 型晶体管型晶体管BECNNPEBRBECIEIBEICEICBOICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEICBOBCCBOBCBOCBECEIIIIIIII CEOBCBOBC)(1 IIIII BC CEO III ，有，有忽略忽略 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，反映了晶体管的性能，是分析放大电路的根据。是分析放大电路的根据。 重点讨论运用最广泛的共发射极接法的特性曲线重点讨论运用最广泛的共发射极接法的特性曲线共发射极电路共发射极电路输入回路输

7、入回路输出回路输出回路mA AVVICECIBRB+UBE+UCEEBCEB3DG100常数常数 CE)(BEBUUfI3DG100晶体管的晶体管的输入特性曲线输入特性曲线O0.40.8IB/AUBE/VUCE1V60402080常数常数 B)(CECIUfI 共发射极电路共发射极电路ICEC=UCCIBRB+ UBE +UCEEBCEBIC/mAUCE/V100 A80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =03DG100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

8、输出特性曲线是一组曲线。的输出特性曲线是一组曲线。常数常数 B)(CECIUfI 晶体管有三种任务形状，因此输出特性曲线分为晶体管有三种任务形状，因此输出特性曲线分为三个任务区三个任务区3DG100晶体管的输出特性曲线晶体管的输出特性曲线IC/mAUCE/V100 A80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =0对对 NPN 型管而言型管而言, 应使应使 UBE 0, UBC UBE。IC/mAUCE/V100 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =0对对NPN型硅管，当型硅管，当UBE0.5V时时,

9、 即已即已开场截止开场截止, 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, I C 0 , U C E 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)。(ICEO0.001mA)IC/mAUCE/V100 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =0 当当 UCE 0)，晶体管任务于饱和形状。晶体管任务于饱和形状。晶体管三种任务形状的电压和电流晶体管三种任务形

10、状的电压和电流(a)放大放大+ UBE 0 ICIB+UCE UBC 0+(b)截止截止IC 0 IB = 0+ UCE UCC UBC 0 IB+ UCE 0 UBC 0+CCCCRUI 当晶体管饱和时，当晶体管饱和时， UCE 0，发射极与集电极，发射极与集电极之间好像一个开关的接通，其间电阻很小；当晶体之间好像一个开关的接通，其间电阻很小；当晶体管截止时，管截止时，IC 0 ，发射极与集电极之间好像一个，发射极与集电极之间好像一个开关的断开，其间电阻很大，可见，晶体管除了有开关的断开，其间电阻很大，可见，晶体管除了有放大作用外，还有开关作用。放大作用外，还有开关作用。 0 0.1 0.5

11、 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场截止开场截止 UBE/V UBE/VUCE/V UBE/V 截 止 放大 饱和 工 作 状 态 管 型晶体管结电压的典型值晶体管结电压的典型值课本例题 14.5.1 BCII_ BCII 53704051BC.II 400400605132BC .II ICBO A+EC AICEOIB=0+ICMU(BR)CEOICUCEO平安任务区平安任务区 练习与思索 14.5.1 14.5.3 14.5.4 14.5.6 、 14.5.7 14.5.9 14.5.10E=0

12、E1E2E2 E1简单知识点简单知识点 重要知识点重要知识点中心知识点中心知识点 必考小题或者是大题的根底必考小题或者是大题的根底重要内容重要内容 考试概率很大，以大题方式出现考试概率很大，以大题方式出现必考内容必考内容 课程中的绝对重点课程中的绝对重点知识点星级阐明：知识点星级阐明：章节重要性阐明：章节重要性阐明：本书中不太重要的章节，考试以小题为主，本书中不太重要的章节，考试以小题为主，但是其他章节的根底但是其他章节的根底 本书中比较重要的章节，考试能够以大本书中比较重要的章节，考试能够以大题方式出现，重点内容比较明确题方式出现，重点内容比较明确 本书中非常重要的章节，考试必考内本书中非常重要的章节，考试必考内容，必然会有大题涉及到本章内容，甚至容，必然会有大题涉及到本章