第6章 半导体二极管和三极管ppt课件

1、201914.1 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 Si Si Si Si价电子价电子这一现象称为激发。这一现象称为激发。空穴空穴自由电子自由电子 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由电子变为自由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 扩散的结果使空扩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 +形成空间电荷区形成空间电荷区P

2、N 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，形成很小的反形成很小的反向电流。向电流。IR+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图 1 12 半导体二极管的结构和符号半导体二极管的

3、结构和符号 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+定性分析：判断二极管的工作状态定性分析：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，正向导通时正向管压降为零，若二极管是理想的，正向导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 UZIZIZM UZ IZ_+UIOZZ ZIUr在电路中稳压管只有与适当的在电路中稳压管只有与适当的电阻连接才能起到稳压作用。电阻连接才

4、能起到稳压作用。UIIZIZmax UZ IZUZ稳压二极管的应用举例稳压二极管的应用举例uoiZDZRiLiuiRL5mA 20mA, V,minmaxzzzII10U稳压管的技术参数稳压管的技术参数: : k2LR解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电流为流为Izmax Izmax mAmax25RUIiLZz10R25UiRu2 . 1zi方程方程1 1要求当输入电压由正常值发生要求当输入电压由正常值发生20%20%波动时，负载电波动时，负载电压基本不变。求：电阻压基本不变。求：电阻R R和输入电压和输入电压 ui ui 的正常值。的正常值。令输

5、入电压降到下限令输入电压降到下限时，流过稳压管的电时，流过稳压管的电流为流为Izmin Izmin 。mAmin10RUIiLZz10R10UiRu8 . 0zi方程方程2 2uouoiZiZDZDZR RiLiLi iuiuiRLRL联立方程联立方程1 1、2 2，可解得：，可解得：k50V7518.R,.uiNNPBECBECIBIEICBECIBIEICEEBRBRC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+UCEEBCEB3DG1001. IE=IC+IB常数BCBCBCBCIIII1IIII.23. IB=0, IC=ICEO4.

6、4.要使晶体管放大要使晶体管放大, ,发射结发射结必须正偏必须正偏, ,集电结必须反偏。集电结必须反偏。+ 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

7、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ICEBmA AVUCEUBERBIBECV+常数常数 CE)(BEBUUfIIB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE1VOIB=020A40A60A80A100A常数常数 B)(CECIUfI36IC(mA )1234UCE(V)912O放大区放大区O输出特性三个区域的

8、特点输出特性三个区域的特点: : 放大区：发射结正偏，集电结反偏。放大区：发射结正偏，集电结反偏。 即：即： IC=IC=IB , IB , 且且 IC = IC = IBIB(2) (2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。饱和区：发射结正偏，集电结正偏。 即：即：UCEUCEUBE UBE ， IBICIBIC，UCEUCE0.3V 0.3V (3) (3) 截止区：截止区： UBE 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如同一个开关的接通，其间电阻很小；当晶体之间如同一个开关的接通，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如同一个，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，晶体管除了有开关的断开，其