晶体三极管和场效晶体管

1、课题第二章晶体三极管和场效晶体管课型新课授课班级授课时数1教学目标1掌握三极管的结构、分类和符号2理解三极管的工作电压和基本连接方式3理解三极管电流的分配和放大作用、掌握电流的放大作用教学重点三极管结构、分类、电流分配和放大作用教学难点电流分配和放大作用学情分析教学效果教后记新课A引入在电子线路中，经常用的基本器件除二极管外，还有三引脚的三极管。B新授课2.1.1三极管的结构、分类和符号一、晶体三极管的基本结构1观察外形2三极管的结构图 三极：发射极、基极、集电极两结：发射结、集电结三区：发射区、基区、集电区3特点（1）发射区掺杂浓度较大，以利于发射区向基区发射载流子。（2）基区很薄，掺杂少，

2、载流子易于通过。（3）集电区比发射区体积大且掺杂少，收集载流子。注意：三极管并不是两个PN结的简单组合，不能用两个二极管代替。二、图形符号 aNPN型 bPNP型三、分类1内部三个区的半导体分类：NPN型、PNP型2工作频率分类：低频管和高频管3以半导体材料分：锗、硅2.1.2三极管的工作电压和基本连接方式一、三极管的工作电压1三极管工作时，发射结加正向电压，集电结加反向电压。2偏置电压：基极与发射极之间的电压。二、三极管在电路中的基本连接方式1共发射极接法共用发射极2共基极接法共用基极3共集电极接法共用集电极2.1.3三极管内电流的分配和放大作用一、电流分配关系 三极管的特殊构造，使三极管具

3、有特殊作用。1实验电路2三极管中电流分配关系（1）IE = IC+IB。（2）基极电流IB很小，所以IE = IC。3ICEO 基极开路时c、e的电流 ICEO越小，说明温度稳定性越好。4ICBO发射极开路时c、b间的电流 集电极、基极反向饱和电流二、电流放大作用1当IB有较小变化时，IC就有较大变化2交流电流放大系数：注意：工作电流不同，不同，在IC较大范围内，变化很小。3直流电流放大系数4ICbIBIC b IBICEO（讲解）（引导：比较两种符号，箭头说明发射结导通的方向）（观察）练习小结三极管结构分类电流分配关系布置作业习题二 2-1，2-2，2-3，2-4课题2.1.4三极管的输入和

4、输出特性课型新课授课班级授课时数1教学目标1熟悉三极管的输入和输出特性曲线2能正确指出输出特性曲线的三个区域，明确三极管的三个状态3能正确判别三极管的三个状态教学重点三极管的输出特性曲线、工作状态教学难点工作状态的判别学情分析教学效果教后记新课A复习 1三极管的类型、分类、结构。2三极管的电流分配关系。3三极管的电流放大作用。B引入三极管的基本作用已经明了，还需进一步了解三极管的特性，包括输入特性和输出特性的特性曲线，三极管在不同电压条件下的工作状态等。C新授课一、三极管共发射极输入特性1定义：VBE与IB的数量关系。2输入特性曲线对每一个固定的VCE值，IB随VBE的变化关系。（1）当VCE

5、增大时，曲线应右移。（2）当VBE 0.3 V时，曲线非常靠近。（3）当VBE大于发射结死区电压时，IB开始导通。导通后VBE的电压称为发射结正向电压或导通电压值，硅管为0.7 V，锗管约为0.3 V。二、晶体三极管的输出特性曲线1定义每一个固定的IB值，测出IC和VCE对应值的关系。2三个区域（1）截止区：IB = 0，三极管截止，IB = 0以下的区域。IB = 0，IC0，即为ICEO。三极管发射结反偏或两端电压为零时，为截止。（2）饱和区：VCE较小的区域。IC不随IB的增大而变化。饱和时的VCE值为饱和压降。VCES：硅管为0.3 V，锗管为0.1 V。发射结、集电结都正偏，处于饱和

6、。（3）放大区：IC受IB控制，IC=bIB，具有电流放大作用。恒流特性：IB一定，IC不随VCB变化，IC恒定。发射结正偏，集电结反偏，处于放大状态。总结：三极管工作状态由偏置情况决定。放 大截 止饱 和发射结正偏集电结反偏发射结反偏或零偏发射结正偏集电结正偏NPNVCVBVEVBVEVBVE，VCVEPNPVCVBVEVBVEVBVE，VCVE例题：1判别三极管的工作状态 2将上题改为PNP型硅管再作判别。3判断三极管的放大状态，各极名称、管型。 4根据输出特性曲线计算直流放大系数、交流放大系数、ICEO、ICBO等（学生根据电路图写公式）（本组题为已知管型。）指导：先看VBE再看VBC，

7、NPN多为硅管，PNP多为锗管，饱和区VCE0.3V）（本组题为未知管型仅知管脚电位）指导：1中间电位值的为基极。2电位值接近基极的为发射极。电位值与基极相差较大的是集电极。3VBE=0.7V或接近，为NPNVBE=-0.3V或接近，为PNP）练习习题二2-6，2-7，2-8，2-9小结1三极管特性曲线2三个区域、三个状态3三个状态判别的方法布置作业课题2.1.5三极管的主要参数课型新课授课班级授课时数1教学目标1了解三极管的主要参数。2会简单测试三极管硅管、锗管。教学重点参数和测试教学难点测试学情分析教学效果教后记新课A复习1三极管的输入、输出特性曲线。2三极管的三个区域、三个状态。3各个状

8、态的特性。B引入学习了三极管的基本特性，要正确使用三极管必须了解三极管的参数，并会测试三极管。C新授课2.1.5三极管的主要参数一、共发射极电流放大系数1共发射极直流放大系数2共发射极交流放大系数b在同等工作条件下，=b二、极间反向饱和电流1集电极-基极反向饱和电流ICBO2集电极-发射极反向电流（穿透电流）ICEO关系：ICEO =（1+b）ICBO三、极限参数 三极管正常工作时，允许的最大电流、电压和功率等极限数值。1集电极电大允许电流ICM若IC过大，b将下降；当ICICM，b将下降很多。2集电极最大允许耗散功率PCMPCM最大允许平均功率是IC和VCB乘积允许最大值。3集电极发射极反向

9、击穿电压VCEO基极开路时，加在集电极和发射极之间的最大允许电压，电压超过此值后，会电击穿导致热击穿，损坏管子。2.1.6三极管或锗管的简易测试一、硅管或锗管的判别 原理：1硅管发射结正向压降为0.6 0.8V2锗管发射结正向压降为0.1 0.3V测试：二、估计比较b的大小1万用表 R1k 2方法3比较b的大小当开关S断开和接通时的电阻值，前后两个读数相关越大，表示三极管的b越高。三、估测ICEO1万用表R1k2方法 3结论：阻值越大，ICEO越小4阻值无穷大，三极管内部开路；阻值为零，则内部短路。四、NPN型管和PNP型管的判别1万用表R1k 或R1002方法（1）黑表笔搭接三极管某一管脚，

10、红表笔搭接另管脚，如果阻值都很小，黑表笔所接为NPN型管的基极。（2）红表笔搭接三极管一脚，黑笔搭另两脚，如果阻值都很大，红表笔所接为是PNP型管的基极。五、三个管脚的判别NPN型按电路连接阻值小的一次，黑笔接c，红笔接e。（讲解）（边测边学）指导：（1）搞清各电极在放大时的电位关系。（2）NPN截止，VCE间阻值大；放大，VCE间阻值小。练习小结1参数2三极管的测定方法布置作业习题二，2-10补充：三极管9011的参数为PCM = 400 mW，ICM = 30 mA，V(BR)CEO = 30 V，问该型号管子在以下情况下能否正常工作。1VCE = 20 V，IC = 25 mA2VCE

11、= 3 V，IC = 50 mA课题2.2场效晶体管课型新课授课班级授课时数2教学目标1熟悉场效晶体管的分类、特性曲线、与普通三极管在性能上的异同点2能理解结型场效晶体管的工作原理，理解它的特性曲线教学重点结型场效晶体管的符号、工作特点、特性曲线教学难点转移特性曲线学情分析教学效果教后记新课A引入普通三极管以基极电流的变化控制集电极电流，故称为电流控制器件，今天分析的是另一种晶体管场效晶体管。B新授课2.2.1结型场效晶体管一、结型场效晶体管的结构和符号1N沟道结型场效晶体管（1）结构特点N型硅棒引出两个电极：漏极（d）、源极（s）。N型硅棒两侧扩散P型区（浓度高），形成两个PN结。两个P型区

12、相连引出电极为栅极（g）。漏源之间由N型半导体构成的导电沟道是电流流通的路径，称为N沟道。（2）符号符号中箭头隐含从P指向N的意思。2P沟道结型场效晶体管 二、结型场效晶体管的工作原理以N沟道结型场效晶体管为例。1电路连接（1）在gs间加反向电压（2）在ds间加正向电压2工作原理 （1）当VGS = 0，N沟道在 VDS 作用下，形成电流ID，此时，电流ID最大。（2）当VGS PN结受反向偏压 PN结加宽 N沟道变窄电阻变大ID减小。（3）当VGS 达到一定值，PN结变得较宽，以至N沟道被两边PN结夹断，则ID = 0 结论：（1）通过调节VGS 可控制漏极电流ID 的变化。（2）P沟道与N

13、沟道工作原理相同（VGS0，VDS0）。 （3）VGS 使PN结反偏。（4）场效晶体管只有多数载流子导电，故称为单极晶体管。 三、结型场效晶体管的特性曲线和跨导1场效晶体管测试电路（N沟道为例）2转移特性曲线反映ID 随VGS 的变化关系（1）当VGS = 0 时，ID最大，此时为漏极饱和电流IDSS。（2）当VGS 增大，ID 减小。（3）当VGS 为某一值，ID = 0，则VGS 为夹断电压。转移特性曲线 3输出特性曲线当VGS 一定ID 与VGS 的关系（1）设VGS = 0，当VGS = 0，ID = 0。当VGS，ID。当VDS 再增加，ID不再增加。当VDS 超过一定的值，ID突然

14、增加。（2）当|VGS|，曲线下移。（3）当VGS大到夹断电压，ID = 0。特性曲线的三个区域：（1）可调节器电阻区：沟道阻值随 |VGS| 增大而减小。（2）饱和区：当VGS一定，ID不随VDS 变化。（3）击穿区：ID突然增大。4跨导：反映 DVGS对 DID的控制能力。在饱和区内： （单位mS）（学生根据N沟道的结构特点，讨论P沟道结型管的结构）（讨论）（学生画出P沟道结型管的电路图，注意VGS）（引导与三极管对比，三极管称为双极晶体管）（引导学生画出P沟道结型管的转移特性曲线，并与工作原理对应起来理解）练习小结结型场效晶体管的结构、符号、转移特性布置作业习题二2-11，2-12，2-

15、13课题2.2.2绝缘栅场效晶体管课型复习授课班级授课时数2教学目标1了解绝缘栅场效晶体管的结构、工作原理2理解MOS管的特性曲线、图形符号、场效晶体管的主要参数教学重点MOS管的特性曲线教学难点几种MOS管的特性曲线学情分析教学效果教后记新课A复习1画出N、P沟道结型场效晶体管符号。2为什么N沟道VGS0，且反向电压越大，ID越小？3什么是夹断电压VP（ID = 0 时的VGS）？什么是漏极饱和电流（VGS = 0 时的ID）？4从输出特性曲线上，有几个区域，有什么特点？B新授课一、绝缘栅场效晶体管的结构和工作原理、特性1N沟道增强型绝缘栅场效晶体管（1）结构特点： P型衬底扩散两个高浓度N

16、型区，引出两电极：源极和漏极。 P型衬底覆盖绝缘层，引出栅极。（2）符号（3）工作原理VDS0（正向电压）当VGS = 0，ID = 0；当VGS0，栅极与P衬底形成电场N型薄层（电子反型层）沟道形成ID。只有当VGSVT（开启电压），才形成沟道。因为在电场下有沟道，无电场无沟道，沟道形成与VGS有关，故称为增强型。（4）转移特性曲线当VGSVT 时，ID = 0；当VGSVT 时，ID = 0。（5）输出特性曲线当VGSVT 且一定时：趋 势区 域1VDS较小，ID 可调电阻区2VDS较大，ID 基本不变饱和区3VDS再大，ID 突然增大击穿区2N沟道耗尽型绝缘栅场效晶体管（1）结构：与增强

17、型NMOS管比较，不同之处在于SiO2 层有大量正离子。（2）符号：（3）工作原理：当VDS0时，有ID （自身有导电沟道）。当VGS0并上升，N沟道变宽，ID。当VGS0并增大负电压，N沟道变窄，ID。当ID = 0时，VGSVP夹断电压。（4）转移特性：VGS = 0，ID = IDSS。VGS0并，ID。VGS0，|VGS |增加，ID减小。VGS = VP，ID = 0。（5）输出特性曲线三个区域：可调电阻区、饱和区、击穿区。（6）跨导：反映VGS对ID的控制能力。小结绝缘栅场效晶体管的图形符号 增强NMOS 耗尽NMOS 增强PMOS 耗尽PMOS2.2.3场效晶体管的主要参数和特点 1直流参数：开启电压VT 。夹断电压VP。饱和漏极电流ID