二极管和晶体管 (6)ppt课件

1、14.1 半导体的导电特性半导体的导电特性导电才干可添加几十万乃至几百万倍。例如在纯硅中导电才干可添加几十万乃至几百万倍。例如在纯硅中掺入百万分之一的硼后，硅的导电率就从大约掺入百万分之一的硼后，硅的导电率就从大约 左右。左右。减小到减小到m104m10233 中间派中间派导体导体绝缘体绝缘体共价健共价健 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半导体和金属在半导体和金属在导电原理上的本导电原理上的本质差别质差别 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

2、在电子变为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个个以以下下。空空穴穴减减少少到到。由由于于复复合合，自自由由电电子子增增加加几几十十万万倍倍型型半半导导体体后后，个个，掺掺杂杂成成电电子子或或空空穴穴每每立立方方米米纯纯硅硅约约有有自自由由510103 . 2N101.5 Si Si Si SiB硼原子硼原子空穴空穴多子的分散运动多子的分散运动浓度差浓度差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 P接正、接正、N接负接负 外电场外电场IF+PN+IR+正导游通，正导游通，反向截止，反向截止，即为即为PN结的结的单导游电性。单导游电性。阴极引线阴极

3、引线阳极引线阳极引线二氧化硅维护层二氧化硅维护层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+定性分析：判别二极管的义务外形定性分析：判别二极管的义务外形导通导通截止截止 假设二极管是理想的，正导游通时正向管压降

4、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 例例14.3.1D+RCuIRL+uRu0+(a)OOu0uRttOuIUtpt2t1t(b)分析：分析：0t1期间，期间，uI为正，为正，D截止，截止， u0为为0，C充电，电压为充电，电压为U，uR为正的尖脉冲为正的尖脉冲 。t1t2期间，期间， uI为为0，C经经R和和RL放电，放电，D导通，导通， uR 和和u0为负尖脉冲。为负尖脉冲。检波作用检波作用例例1

5、4.3.2：图图14.3.5中输入端中输入端A的电位的电位VA为为3V，VB为为0V，求输出端，求输出端Y的电位的电位Vy。电阻电阻R接负电源。接负电源。DB-12VRVYDA3V0VVBVA图图14.3.5解：解：DA ，DB共阴极接法，比较阳极电位共阴极接法，比较阳极电位VA与与VB， DA优先导通，优先导通， Vy=3V或或2.7V，VB截止。截止。【练习与思索】【练习与思索】14.3.1 二极管的伏安特性上有一个死区电压。什么是死区电压？二极管的伏安特性上有一个死区电压。什么是死区电压？ 硅管和锗管的死区电压的典型值约为多少？硅管和锗管的死区电压的典型值约为多少？14.3.2 为什么二

6、极管的反向饱和电流与外加反向电压根本无关，为什么二极管的反向饱和电流与外加反向电压根本无关， 而当环境温度升高时，又明显增大？而当环境温度升高时，又明显增大？14.3.3 把一个把一个1.5V的干电池直接接到正向接法二极管的两端，的干电池直接接到正向接法二极管的两端， 会发生什么问题？会发生什么问题？14.3.1 在某电路中，要求经过二极管的正向平均电流为在某电路中，要求经过二极管的正向平均电流为80mA， 加在上面的最高反向电压为加在上面的最高反向电压为110V，试从附录，试从附录C中选用一中选用一 适宜的二极管。适宜的二极管。 2CP13 100mA 150VUZIZIZM UZ IZ_+

7、UIOZZ ZIUr例例14.4.15mAA10006 . 11220ZI20VR=1.6kUZ=12VDZIZ IZM=18mA在图在图14.4.3中，经过稳压二极管的电流中，经过稳压二极管的电流IZ等等于多少？于多少？R是限流电阻，其值能否适宜？是限流电阻，其值能否适宜？解：解：IZ 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, 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

8、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)，晶体管义务于饱和外形。晶体管义务于饱和外形。晶体管三种义务外形的电压和电流晶体管三种义务外形的电压和电流(a)放大放大+ UBE 0 ICIB+UCE UBC 0+(b)截止截止IC 0 IB = 0+ UC

9、E 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似一个开关的接通，其间电阻很小；当晶体之间好似一个开关的接通，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似一个，发射极与集电极之间好似一个开关的断开，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。例例14.5.1 在图在图14.5.11的电路中，的电路中，Ucc=6V,Rc=3k,RB=10k, =25,当输入电压当输入电压UI分别

10、为分别为3V，1V和和-1V时，试问晶体管处于时，试问晶体管处于何种义务外形？何种义务外形？ EC=UCCUIRBRCT+IBIC图图14.5.11解：解：晶体管饱和时的电流近似为晶体管饱和时的电流近似为 2mA100036CCCCRUIA8008mA. 0mA252_CB IIBBBEIBA230A000107 . 03 IRUUI BBBEIBA30A000107 . 01 IRUUI 刚饱和时的基极电流刚饱和时的基极电流1 UI=3V时，2 UI=1V时，T深度饱和T放大外形3UI=-1V时，T可靠截止可靠截止 0 0.1 0.5 0.1 0.6 0.7 0.2 0.3 0.3 0.1

11、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14.5.4 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、选用晶体管的根据。体管的参数也是设计电路、选用晶体管的根据。 BCII_ BCII 53704051BC.II 400400605132BC .II ICBO A+EC AICEOIB=0+ICMU(BR)CEOICUCEO平安义务区平安义务区【练习

12、与思索】【练习与思索】14.5.2 晶体管在输出特性曲线的饱和区义务时，其电流放大系数晶体管在输出特性曲线的饱和区义务时，其电流放大系数 和在放大区义务时能否一样大？和在放大区义务时能否一样大？饱和区义务时的电流放大系数小于放大区的电流放大系数饱和区义务时的电流放大系数小于放大区的电流放大系数14.5.6 假设其它参数一样，选用哪个管子较好？为什么？假设其它参数一样，选用哪个管子较好？为什么？ 。另一个管子子有两两个晶体管，一个A2,150A;5 . 0,50CBOCBO II14.5.7 运用晶体管时，只需运用晶体管时，只需1集电极电流超越集电极电流超越ICM值；值； 2耗散功率超越耗散功率

13、超越PCM；3集集-射极电压超越射极电压超越U(BR)CEO值，晶体管就必然损坏。上述几种说法能否都是对的？值，晶体管就必然损坏。上述几种说法能否都是对的？ICICM，将使，将使下降至三分之一以下，不起放大作用，下降至三分之一以下，不起放大作用，而管子未必损坏。当而管子未必损坏。当ICICM会把管脚的内部引线烧断。会把管脚的内部引线烧断。2，3正确。正确。14.5.1 有两个晶体管分别接在电路中，今测得它们管脚的电位有两个晶体管分别接在电路中，今测得它们管脚的电位 分别如下表所列。分别如下表所列。【习题】【习题】管脚管脚123电位电位/V43.49管脚管脚123电位电位/V-6-2.3-2晶体管晶体管晶体管晶体管BECNPN硅管硅管BECPNP锗管锗管1有一个三极管义务在放大外形，测得三个极的电位分别为有一个三极管义务在放大外形，测得三个极的电位分别为 -0.7V、-1V、-6V，那么这个三极管是，那么这个三极管是 型的型的 管填硅或锗，管填硅或锗，对应的三个极分别是对应的三个极分别是 、 、 。 2三极管义务在放大区的条件是：一是外部条件，即三极管义务在放大区的条件是：一是外部条件，即 二是内部条件，即二是内部条件，即 。 3. 对晶体管的输出特性曲线来说，下面观念错误的选项是对晶体管的输出特性曲线来说，下面观念错误的选项是 。A. 此特性曲线可分为三个义务区，表示了晶