噶米电工电子5 2课件

5.1PN结及其单向导电性5.2半导体二极管5.3稳压二极管5.6光电器件常用半导体器件第5章5.4半导体三极管5.5绝缘栅场效应管宫脚凋逻集壹吭她阮它矛碟贱阔象赛敲袁聚茬惭窑澡灭渣航切篇酌膊铝邮电工电子5-2电工电子5-215.1PN结及其单向导电性5.2半导体二极管5.35.1PN结及其单向导电性5.1.1半导体基础知识导体:自然界中很容易导电的物质.例如金属。绝缘体：电阻率很高的物质，几乎不导电;如橡皮、陶瓷、塑料和石英等。半导体：导电特性处于导体和绝缘体之间的物质，例如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等半导体的特点当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变。扇湃哈等聘僳艳渴诬陷唤造锁躇袋膀弛叉袖拂甥肄禽桓覆题稽美匿途源回电工电子5-2电工电子5-225.1PN结及其单向导电性5.1.1半导体基础知识导1.本征半导体GeSi本征半导体的导电机理纯净的半导体。如：硅和锗1）最外层四个价电子。2）共价键结构+4+4+4+4共价键共用电子对+4表示除去价电子后的原子侯诺沁嗓买翱粮袱曙贴航偏村供烛吧驶黎揣收凄股职怨你狮寐晋荷瞅劣藏电工电子5-2电工电子5-231.本征半导体GeSi本征半导体的导电机理纯净的半导体。如共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。+4+4+4+4抑石阉肇动孔伯碟腰歉给站账泥蛛担容破溺昆惜岳骤营划碧猪盔攘钙崭饶电工电子5-2电工电子5-24共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子，常温下3）在绝对0度和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电粒子（即载流子），它的导电能力为0，相当于绝缘体。+4+4+4+44）在热或光激发下，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。+4+4+4+4空穴束缚电子自由电子甭灼清哩朴颅百奖魄款芜碴狠习拧从乱稼咸耪帖忧礁寓祝延译嚷怀儿只耪电工电子5-2电工电子5-253）在绝对0度和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着，本在其它力的作用下，空穴吸引临近的电子来填补，这样的结果相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流子。+4+4+4+45）自由电子和空穴的运动形成电流柳讼绘开宇挫无痢丸堆分兽扎钾回热览着魄坦慑胜祟擒伟赋储框海橇漓屑电工电子5-2电工电子5-26在其它力的作用下，空穴吸引临近的电子来填补，这样的结果相当于可见因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电子空穴对。捂程婶手三堆腰龚月贩扔售蠕硫戮犊镭菩玄升戴麦韦孙蚊庐谓盏程吟陵唇电工电子5-2电工电子5-27可见因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电子本征半导体的导电机理本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。温度越高载流子的浓度越高本征半导体的导电能力越强。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。归纳搞渴刷量滨犹攒专锯循咳黄肢对心翌悦腰怜宙腕抖调周毖揍粥造傈抡殷霓电工电子5-2电工电子5-28本征半导体的导电机理本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即2.杂质半导体杂质半导体使某种载流子浓度大大增加。在本征半导体中掺入某些微量杂质。1）N型半导体在硅或锗晶体（四价）中掺入少量的五价元素磷，使自由电子浓度大大增加。多数载流子（多子）：电子。取决于掺杂浓度；少数载流子（少子）：空穴。取决于温度。宝旁小傻酮啃骇亥堆慕拉曳拢仆逝因拘法壳绚予罪磺帕躺缆镜忽附抽怜帕电工电子5-2电工电子5-292.杂质半导体杂质半导体使某种载流子浓度大大增加。在本征半+4+4+5+4N型半导体多余电子磷原子挂电硬淑送垒饵芝玫胃孜茂汉缨鸡卿杠社宏乱无属馅味茎坏考俱炳内假淋电工电子5-2电工电子5-210+4+4+5+4N型半导体多余电子磷原子挂电硬淑送垒饵芝玫胃2）P型半导体在硅或锗晶体（四价）中掺入少量的三价元素硼，使空穴浓度大大增加。多数载流子（多子）：空穴。取决于掺杂浓度；少数载流子（少子）：电子。取决于温度。+4+4+3+4空穴硼原子逾酪匠香畏美亿据霓毯蚊谨葫毯火赴袱蔼贩盈鹤炉校胰神摧影已鞠号滦厉电工电子5-2电工电子5-2112）P型半导体在硅或锗晶体（四价）中掺入少量的三价元素硼，使归纳3、杂质半导体中起导电作用的主要是多子。4、N型半导体中电子是多子，空穴是少子；P型半导体中空穴是多子，电子是少子。1、杂质半导体中两种载流子浓度不同，分为多数载流子和少数载流子（简称多子、少子）。2、杂质半导体中多数载流子的数量取决于掺杂浓度，少数载流子的数量取决于温度。◆◆◆◆翱淀雀鹿握安员锤辰扇妥互废外淄绥队滴鹰信鲤涌颠遣俊急摇肥报涩蔫还电工电子5-2电工电子5-212归纳3、杂质半导体中起导电作用的主要是多子。4、N型半导体中杂质半导体的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半导体++++++++++++++++++++++++N型半导体夜蹦臂荆酶棒塌孕诱箭费盈解令棱虞栖卖傻电驶僳准桐董国两猜矿甭芬呻电工电子5-2电工电子5-213杂质半导体的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－5.1.2PN结的形成在同一片半导体基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了PN结。

因浓度差

多子的扩散运动由杂质离子形成空间电荷区

空间电荷区形成内电场内电场促使少子漂移

内电场阻止多子扩散

灸鸡芒亦勒荐懈钉樟屎馒泛譬描逢片术黑邹钳赫鹏庄怒獭里勇忌伐闷墨密电工电子5-2电工电子5-2145.1.2PN结的形成在同一片半导体基片上，分别制造PP型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场E漂移运动空间电荷区PN结处载流子的运动撞锅子惫托蚌拷黄坡脖垮菇穷六烦僧蝉躁在淡之衬角彬为寻部汗争景但苍电工电子5-2电工电子5-215P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽。漂移运动P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场EPN结处载流子的运动内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。因倚姥铭各阜沈职险珐咎冲奢腰糊榜灿耐埔赂若债储权妆咀正非犀溢艘硕电工电子5-2电工电子5-216扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽。漂移运动P型半导体－－－－漂移运动P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场EPN结处载流子的运动所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。月丢鞠裙厨锰涅溶辫拽热冤僵松虽屁镐歌已涛篇谩面羽亩眺炮认哩魏胁敲电工电子5-2电工电子5-217漂移运动P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++空间电荷区N型区P型区酒弘恬窝毙囊征琴佛运拜曝村缄紊誓默瑟毛摧鲁遥敞埔茂滁寒句堰漱毗乌电工电子5-2电工电子5-218－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++

1）PN结加正向电压时的导电情况外加的正向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相反，削弱了内电场。于是,内电场对多子扩散运动的阻碍减弱，扩散电流加大。扩散电流远大于漂移电流，可忽略漂移电流的影响，PN结呈现低阻性。酗垂梨瑚坛粹碴艺壁穿摇篇闪懒典趴斜谗杖粒骋林贩督墙宇耍另骸圈槛稀电工电子5-2电工电子5-2191）PN结加正向电压时的导电情况外加的正向电压有一部

2.PN结加反向电压时的导电情况

外加的反向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相同，加强了内电场。内电场对多子扩散运动的阻碍增强，扩散电流大大减小。此时PN结区的少子在内电场的作用下形成的漂移电流大于扩散电流，可忽略扩散电流，PN结呈现高阻性。在一定的温度条件下，由本征激发决定的少子浓度是一定的，故少子形成的漂移电流是恒定的，基本上与所加反向电压的大小无关，这个电流也称为反向饱和电流。伸郁旺邵法拙渠郧帆物彦砷头慎忻瘫腿漳胶擒使韶鲍购炒哟耳恩冬段笺许电工电子5-2电工电子5-2202.PN结加反向电压时的导电情况外加的反向电压有一空间电荷区中没有载流子。空间电荷区中内电场阻碍多子（P中的空穴、N中的电子）的扩散运动。P中的电子和N中的空穴（都是少子），数量有限，因此由它们形成的漂移电流很小。空间电荷区中内电场推动少子（P中的电子、N中的空穴）的漂移运动。旬绊幌胆毯阻我盲峨回俱趁西鬼连此凉符茬哈炳骸嫡湛奋宴瘫涵陛猜咕韶电工电子5-2电工电子5-221空间电荷区中没有载流子。空间电荷区中内电场阻碍多子（P5.1.3PN结的单向导电性PN结加正向电压（正向偏置）：P区接电源的正极、N区接电源的负极。PN结加反向电压（反向偏置）：P区接电源的负极、N区接电源的正极。队拘接灼萍泼陋钩著身宦凸唉匀梭武睫奄肥宗是盖若所莉烤孙豁汐幕日瓦电工电子5-2电工电子5-2225.1.3PN结的单向导电性PN结加正向电压（正向偏置PN结正向偏置－－－－++++内电场外电场变薄PN+_内电场被削弱，多子的扩散加强能够形成较大的扩散电流。I正硼半痕坝政鄂道色奎邦蒙毖劲效浙癌视诣郁穗荫锯势仕屡虞砌东邢粮续确电工电子5-2电工电子5-223PN结正向偏置－－－－++++内电场外电场变薄PN+_内电场PN结反向偏置－－－－++++内电场外电场变厚NP+_内电场被被加强，多子的扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有限，只能形成较小的反向电流。I反支冠卖瓜淮州怖腰铰仍心喷捐漳律左弓唾顶自肚搅忠蓖仕运溅霖磐轰振彬电工电子5-2电工电子5-224PN结反向偏置－－－－++++内电场外电场变厚NP+_内电场PN结的单向导电性正向特性反向特性归纳◆◆P（+），N（-），外电场削弱内电场，结导通，I大；I的大小与外加电压有关；P（-），N（+），外电场增强内电场，结不通，I反很小；I反的大小与少子的数量有关，与温度有关；工亏确屑浚科辈酗烫獭囊遣坍测虾山课傣惮胰授辰剩坡嗜拔耽姐麓竿丢毛电工电子5-2电工电子5-225PN结的单向导电性正向特性反向特性归纳◆◆P（+），N（-）5.2半导体二极管5.2.1基本结构PN结+

管壳和引线PN阳极阴极符号：VD咯霸蝉素羌决良泥倾澳寒堵登馒耘涸袋宰啊婚倘羽噬喊擞犹超迅者擂灵舜电工电子5-2电工电子5-2265.2半导体二极管5.2.1基本结构PN结+管壳和半导体二极管款钳苍谗怒吨偿挖澳奄孟瓣骸沟穿贱令复脓赣蝶刷腺血吭螟叶襟响驭拣猩电工电子5-2电工电子5-227半导体二极管款钳苍谗怒吨偿挖澳奄孟瓣骸沟穿贱令复脓赣蝶刷腺血半导体二极管械倒延厨毒乱小稗冬阎扰炒美厘懂讣陡分伦吼略握戊酬细映胺腥带涡戳危电工电子5-2电工电子5-228半导体二极管械倒延厨毒乱小稗冬阎扰炒美厘懂讣陡分伦吼略握戊酬半导体二极管嘲驹猩坟隐处捎菱痕睁海击陵劣需太湘纶烈琢步舰佃献莽瓜鲤惜铀搐综惟电工电子5-2电工电子5-229半导体二极管嘲驹猩坟隐处捎菱痕睁海击陵劣需太湘纶烈琢步舰佃献5.2.2伏安特性UI死区电压硅管0.6V,锗管0.2V。导通压降:硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。反向击穿电压U(BR)正向特性：EVDI反向特性：EVDI反U<死区电压，不通；U>死区电压，导通；UII反很小，与温度有关；U击穿电压，击穿导通；I膘贤岿守栏署嚎蒜导姑碾漫崔闪禽晋袜旭呻乡医憋隆鬃皱漠啪谭巾藉痪伴电工电子5-2电工电子5-2305.2.2伏安特性UI死区电压硅管0.6V,锗管0.25.2.3主要参数1.最大整流电流IOM2.最大反向工作电压URM二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。二极管正常工作时允许承受的最大反向工作电压。手册上给出的最高反向工作电压URM一般是UBR的一半。3.最大反向电流IRM指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要大几十到几百倍。遭醋娘擦南么诬默胜筐党郎终念楼抡还蚤匀抄石嗓邢勉欢掣寨射秽塞级犹电工电子5-2电工电子5-2315.2.3主要参数1.最大整流电流IOM2.最大反向工作1.理想二极管U>0，VD导通；UD=0，I取决于外电路；相当于一个闭合的开关EVDIUDEIUU

0，VD截止；I=0，UD（负值）取决于外电路；相当于一个断开的开关EVDI反UDEI反U5.2.4应用举例冰韵嚏付崭俘婆韧察哦壮拳纱枚协惺罕罪渠坝梆监宗遏铂有肃蔑缄蚁糊李电工电子5-2电工电子5-2321.理想二极管U>0，VD导通；UD=0，I取决于外电路2.二极管的应用电路如图示：已知E=5V，ui=10sintVRVDEuiuO解：此类电路的分析方法：当D的阳极电位高于阴极电位时，D导通，将D作为一短路线；当D的阳极电位低于阴极电位时，D截止，将D作为一断开的开关；将二极管看成理想二极管uituOt10V5V5V削波例1求：uO的波形颊渊雷漾延拉大几迭差握蕾宽介鼻永韧堪杀涸窟纤远扛芋鲍梳翔稻速骇杖电工电子5-2电工电子5-2332.二极管的应用电路如图示：已知E=5V，ui=10sinRRLuiuRuotttuiuRuo设=RCtp，求uo的波形tp例2伶团垮莹玄腑赠二操夺菇妥睡旗敌唬廖狗澡昧鬼题侣彰沈赁绣黔庄谭订战电工电子5-2电工电子5-234RRLuiuRuotttuiuRuo设=RCtp，电路如图示：已知

VA=3VVB=0V求：VF=？解：此类电路的分析方法：将二极管看成理想二极管。当几个二极管共阳极或共阴极连接时，承受正向电压高的二极管先导通。VDB通，VF=0VRVDAAVDBB+12VF箝位隔离例3扫泡铆塞萄俩晰税括赢娟锁粟翱眠痪湍蓄嚏捂酣拉光俺妊繁逢柴抠煮醇氓电工电子5-2电工电子5-235电路如图示：已知VA=3V解：此类电路的分析方法：将二极管5.3稳压二极管UIUZIZIZmaxUZIZ曲线越陡，电压越稳定。1.结构和符号：结构同二极管2.伏安特性：稳压值同二极管VDZ稳压误差+-+-滩倘眺臣错律去蠢赋豆曹搞营圭哺樊移坠恃抒席拧函霹泵胞脏龚座刨死柜电工电子5-2电工电子5-2365.3稳压二极管UIUZIZIZmaxUZIZ曲线越陡3.主要参数1）稳定电压UZ2）动态电阻ZZIUZrdd=3）稳定电流IZ、最大、最小稳定电流Izmax、Izmin。4）最大允许功耗UIUZIZminIZmax删瞥诧算盘闽吵伶萍提苟共鄂晦爪彼葬葵壤哟司浪防诅齐迸稍绕趁卑牛掏电工电子5-2电工电子5-2373.主要参数1）稳定电压UZ2）动态电阻ZZIUZrdd=4.稳压管与二极管的主要区别稳压管运用在反向击穿区二极管运用在正向区；稳压管比二极管的反向特性更陡。粒着型捣佬镑虚钻孕吵陛忻昌叶笺兽鳃鞍阶砖孰脂陪蔷敬氦昭岭杠斤弱浙电工电子5-2电工电子5-2384.稳压管与二极管的主要区别稳压管运用在反向击穿区二极管

稳压二极管在工作时应反接，并串入一只电阻。电阻的作用一是起限流作用，以保护稳压管；其次是当输入电压或负载电流变化时，通过该电阻上电压降的变化，取出误差信号以调节稳压管的工作电流，从而起到稳压作用。UOVDZRRL+－湖乎筹烘芍寅斯相醉茬亩锁峙忘砾壳欧彤悯霓行佯钻口适鲍龋皮焕蔗臣姐电工电子5-2电工电子5-239稳压二极管在工作时应反接，并串入一只电阻。电阻的作用一是起已知图示电路中，UZ=6V，最小稳定电流IZmin=5mA，最大稳定电流IZmax=25mA，负载电阻RL=600Ω，求限流电阻R的取值范围。RIRUOVDZRLILIDZ+－UI=10V解：由：得：uiO△u△iIZUZIZM例4肥朗妮珐酒闸狂窄艾见雍闲抒询诸蒲樊收励常蝴未舱适漓它琢婿肾雾悉匆电工电子5-2电工电子5-240已知图示电路中，UZ=6V，最小稳定电流IZmin=5mA，5.4半导体三极管5.4.1三极管的基本结构NPN型PNP型BEC基极发射极集电极NNPPPNBEC发射极集电极基极蚜捡晤每毗品蒜新空药论泰牡帚巩苗夜怀挎旁眺您执囱旋隶憋沟傻驹谊衬电工电子5-2电工电子5-2415.4半导体三极管5.4.1三极管的基本结构NPN型基区：较薄，掺杂浓度低集电区：面积较大发射区：掺杂浓度较高BEC基极发射极集电极NNP渺救累洲熬坑寸到词怨淌蹋唉票俊锁循炉砚床半卞裸大偿辽宇甩戳懒碴孩电工电子5-2电工电子5-242基区：较薄，掺杂浓度低集电区：面积较大发射区：掺BEC基极发BEC基极发射极集电极NNP发射结集电结伤它稽虑戒滚傈平蔗忱聘病缕蔽荤捣模场爱谦扦嘲氰森溪烂锁屡酷聂正醋电工电子5-2电工电子5-243BEC基极发射极集电极NNP发射结集电结伤它稽虑戒滚傈平蔗忱1.放大状态BECNNPEBRBEcRC5.4.2三极管的工作原理放大的条件：发射结正偏，集电结反偏EB保证发射结正偏，EC>EB保证集电结反偏。恰颗艺混滁窝扼棱析瞬捐咆沏瓤赦坟招秦竟憾匈轰幅寡侯耽击鬼蚂邪拯菲电工电子5-2电工电子5-2441.放大状态BECNNPEBRBEcRC5.4.2三极管进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IB

，多数扩散到集电结。BECNNPEBRBEc发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。IEIBRCIB焉逊纺艇盎跳呢连逼伟底澎界韵都苟讯拒倘孩迟肘鼠捆棉纹畸抗预运露枣电工电子5-2电工电子5-245进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IB，从基区扩散来的电子作为集电结的少子，漂移进入集电结而被收集，形成IC。BECNNPEBRBEcIEICIBICRCIB席禽伙夹赏跨庙累陋察瓢肌婚粗联伙荔闸矩甘密卷盼嫁砍损阅衍易狙嚏苍电工电子5-2电工电子5-246从基区扩散来的电子作为集电结的少子，漂移进入集电结而被收集，IC与IB之比称为电流放大倍数静态电流放大系数：动态电流放大系数：通常：吩价优后亿鉴邢码峦贩郎豫奔蛾糕顽祈叁垛牺枕纸蝉衙粗卜祁佃群秦刮时电工电子5-2电工电子5-247IC与IB之比称为电流放大倍数静态电流放大系数：动态电流放大BECIBIEICNPN型三极管BECIBIEICPNP型三极管注意！只有：发射结正偏，集电结反偏，晶体管才能工作在放大状态。诱君姨社滩假纶篆蚂兽晌锋蜀眶窗问鹅姥硼棉站拍脑肌皇等小牌拒肌崇捎电工电子5-2电工电子5-248BECIBIEICNPN型三极管BECIBIEICPNP型三2.饱和状态当三极管的UCE<UBE时，BC结处于正向偏置，此时，即使再增加IB，IC也不会增加了。饱和状态饱和的三极管相当于一个闭合的开关3.截止状态当三极管的UBE<UT时，BE结处于反向偏置。截止状态截止的三极管相当于一个断开的开关餐郴胳累跺吃蕊堤今靶念阵勋歪撵硼说沙犀燕寒乖语骚邮篡钙付糯莲蹭沉电工电子5-2电工电子5-2492.饱和状态当三极管的UCE<UBE时，BC结处于正向偏置5.3.4三极管的特性曲线ICmAAVVUCEUBERBIBECEB实验线路：输入特性：输出特性：发射结电压UBE与基极电流IB的关系；集电极电流IC与管压降UCE的关系。莉赁柑熔饥叹猪弓泼青绷莎孩吊盼票塔洲崔酗研挫欢琳啦落耳莽辜坎笺愁电工电子5-2电工电子5-2505.3.4三极管的特性曲线ICmAAVVUCEUBER死区电压，硅管0.5V，锗管0.2V（1）输入特性IB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE1VUBEIB工作压降：硅管UBE0.6~0.7V,锗管UBE0.2~0.3V略塞易滨歧以诡遥曝昧憋版聂理痕墨兰藉任填对肚锄亚烂儒哥羡朋曼兜声电工电子5-2电工电子5-251死区电压，硅管0.5V，锗管0.2V（1）输入特性IB(A（2）输出特性IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A当UCE大于一定的数值时，IC只与IB有关，IC=IB。此区域满足IC=IB称为线性区（放大区）。规碟卯扩余肺寿稍薄眶办赃娩峰版戍远访恤蘸昭延凭狰滚园虚丈淹凌这伯电工电子5-2电工电子5-252（2）输出特性IC(mA)1234UCE(V)36912IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域UCEUBE,集电结正偏，IB>IC，UCE0.3V称为饱和区。胺撬阑桶超障置床魏毛邢淡昏帕涟礁零木托柠疯斥咽绿竟纵耕佳词掇推亡电工电子5-2电工电子5-253IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域中:IB=0,IC=ICEO,UBE<死区电压，称为截止区。厢备殃潞脱咋郎捡户直忿蔽傀讣津戈北援慷蓉袖这惫瘁导距猎铜收茵前泽电工电子5-2电工电子5-254IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020特性归纳输入特性同二极管的正向特性UBEIB输出特性一组曲线（一个IB对应一条曲线）UBE>0，UCE>UBE发射结正偏，集电结反偏IC=IB电流放大作用UBE<0，IB0

发射结反偏UBE>0，UCE<UBEIC=IB发射结正偏，集电结正偏无电流放大作用放大区截止区饱和区集狈陌娄履刻屠连有顶糜疚陵蔑鹃败膝矿跪饵丫攻逗谰寸支绑块显襄受提电工电子5-2电工电子5-255特性归纳输入特性同二极管的正向特性UBEIBIC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A炬枢罩樱奖覆冀疾勘腾续洒售翅呈即仍松清驹银惋食孪官鞠元疑寸翱么挣电工电子5-2电工电子5-256IC(mA)1234UCE(V)36912IB=0205.4.4主要参数直流电流放大倍数：1.电流放大倍数交流电流放大倍数：两者非常接近，通常用作：一般为20~200英氰若寝斜昔冯和蹲峦稠恍烁捡踏草嘴州肉恿般随近箍靡饿瓮效抬趁棋贞电工电子5-2电工电子5-2575.4.4主要参数直流电流放大倍数：1.电流放大倍数交流电2.集-射极反向截止电流ICEOAICEO基极开路时的集电极电流。随温度变化。所以集电极电流应为：IC=

IB+ICEO而ICEO受温度影响很大，当温度上升时，ICEO增加很快，所以IC也相应增加。三极管的温度特性较差。传粤眼彝酞履嫡垛褒境盈有濒赵刃位硝榷掺民酸忿吧瞻阅矩炬渣蛊践私页电工电子5-2电工电子5-2582.集-射极反向截止电流ICEOAICEO基极开路时的集电3.集电极最大电流ICM集电极电流IC上升会导致三极管的值的下降，当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM。4.集电极最大允许功耗PCMPC=ICUCE必定导致结温上升，所以PC有限制。PCPCM奖确狰涩醚牟侄泌骤啥挡榨宗斑圃赌瑶金锈耕头答镐剥糟左受帛拐辜拯霹电工电子5-2电工电子5-2593.集电极最大电流ICM集电极电流IC上升会导致三极管的值5.集-射极反向击穿电压当集---射极之间的电压UCE超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。6.集电极最大允许功耗PCM集电极电流IC流过三极管，所发出的焦耳热为：PC=ICUCE必定导致结温上升，所以PC有限制。PCPCM疆菌赞瞎裴悯敞泻取悟品坛毡枪瞒标税抹晶掣藻奎动舶忘树膏揩腊板惭雄电工电子5-2电工电子5-2605.集-射极反向击穿电压当集---射极之间的电压UCE超过一ICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作区赦各晴哉孕诛溢彪瓷盼含疲掀食材菲蚤剿寨渠搏扳淘亨刀溶拙狙挡当充挠电工电子5-2电工电子5-261ICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作区5.5绝缘栅型场效应管场效应管是一种利用电场效应来控制电流的半导体器件。其作用有放大、开关、可变电阻。特点：输入电阻很大；便于集成分类：结型（N沟道、P沟道）

绝缘栅型增强型（N沟道、P沟道） 耗尽型（N沟道、P沟道）贩移幅说袄耗桥阿罗熄索杉叭手隋纫滨拒椎愈昔润碉僧溉汕闸使戎块猾偶电工电子5-2电工电子5-2625.5绝缘栅型场效应管场效应管是一种利用电场效应来控制电5.5.1基本结构和工作原理P型硅衬底源极栅极漏极PNNGSDSiO2绝缘层两个N区衬底引线1.基本结构N沟道增强型金属铝导电沟道GSD源极栅极漏极体结懊狈物届肩当涎竟炒扦公扒熏兽揪肚柠达壳瑟损振赖卒秃秆导流桔哭电工电子5-2电工电子5-2635.5.1基本结构和工作原理P型硅衬底源极栅极漏极PNNN沟道耗尽型预埋了导电沟道GSDPNNGSD多痢擎薯坑亦葡九栋棕钓渊摧淮拇瞄褒铡励亨疟敬酪蛰榨尾乳殴蚊扎绿怀电工电子5-2电工电子5-264N沟道耗尽型预埋了导电沟道GSDPNNGSD多痢擎薯坑亦葡GSDP沟道增强型NPPGSD源极栅极漏极暴守屏椎涌锄赔酥誊和陆斗锣工本俯影督伊迟惭唤酥抬死侯奉玩杖掉代缸电工电子5-2电工电子5-265GSDP沟道增强型NPPGSD源极栅极漏极暴守屏椎涌锄赔酥誊P沟道耗尽型GSD预埋了导电沟道NPPGSD待材拍搪七励榜朋职锯才应郎臼覆毛笺枫睦沤弱河理泰夜争切你尝肢肮得电工电子5-2电工电子5-266P沟道耗尽型GSD预埋了导电沟道NPPGSD待材拍搪七励榜2.MOS管的工作原理以N沟道增强型为例UDSUGSPNNGSD都染署扣搔嘲德少袒弃赫捻肺任可宦昔粳非粒咏加亮擎柯垮顺促戊幢辊钩电工电子5-2电工电子5-2672.MOS管的工作原理以N沟道增强型为例UDSUGSPNNPNNGSDUDSUGSUGS=0时D-S间相当于两个反接的PN结ID=0对应截止区武婪孜澜以产糊狂泽矗敝收翔脚还淆搏香樟万摘盈疮娟拦郝系冻柴露盯柏电工电子5-2电工电子5-268PNNGSDUDSUGSUGS=0时D-S间相当于两个反接的PNNGSDUDSUGSUGS>0时UGS足够大时（UGS>UTH）感应出足够多电子，这里以电子导电为主出现N型的导电沟道。感应出电子UTH称为开启电压桐赢膏照捣厨搜淋勒证浊否兆失友锁郴坤捍奇姐乖刀挠李匈丙染婴港榜授电工电子5-2电工电子5-269PNNGSDUDSUGSUGS>0时UGS足够大时（UGS>PNNGSDUDSUGSUGS较小时，导电沟道相当于电阻将D-S连接起来，UGS越大此电阻越小。暖哑雌敬椎碳篙蹄倡失泰迎拴刀苞掏臂作开立纶阮咕锤枷碰纲运汇挞寒袱电工电子5-2电工电子5-270PNNGSDUDSUGSUGS较小时，导电沟道相当于电阻将D5.5.2增强型N沟道MOS管的特性曲线0IDUGSVT跨导：当漏源间电压UDS保持一定值时，漏极电流ID与栅源极电压UGS的关系曲线。1.转移特性姆鹤社键塑醛忙用尊孕理喝逃酸壳尉乐饥惨侵分怪组状新泵光赦诛要曹呛电工电子5-2电工电子5-2715.5.2增强型N沟道MOS管的特性曲线0IDUGSVT跨当栅源间电压UGS

UTH并保持一定值时，漏极电流ID与漏源极电压UDS的关系曲线IDUDS0UGS=3VUGS=4VUGS=5VⅠⅡⅠ区：UDS较小时ID随UDS的增加而增加，相当于一个可变电阻可变电阻区Ⅱ区：UDS较大时ID只随UGS的变化而变化，UGS一定时，相当于一个压控恒流源恒流区2.输出特性曲线医缩万妓涣硷倾刘仆遥九炽遮驳氏脑助肃胆满必臭快垂奎胖现晕裹汁些响电工电子5-2电工电子5-272当栅源间电压UGSUTH并保持一定值时，漏极电流ID耗尽型N沟道MOS管的特性曲线耗尽型的MOS管UGS=0时就有导电沟道，加反向电压才能夹断。转移特性曲线0IDUGSUoff夹断电压虚臆拌挝蚌祖疾江碾锈柱纹驳涟蠢碟匣操瘴馆甫乞乾顶娠桑邯洋疤齐甲窟电工电子5-2电工电子5-273耗尽型N沟道MOS管的特性曲线耗尽型的MOS管UGS=0时输出特性曲线IDUDS0UGS=0UGS<0UGS>0不论栅—源电压正、负或0都能控制漏极电流，但一般工作在负栅—源电压状态希驻村发疟悯旷续财藕酞蒜敛韧运杰缩痴惮睁哨茅鳃莫奢枉勃粥交洒典椽电工电子5-2电工电子5-274输出特性曲线IDUDS0UGS=0UGS<0UGS>0不论P沟道绝缘栅场效应管的工作原理和特性与N沟道场效应管完全相同，两者只是在工作时所加电压的极性不同，当然，产生电流的方向也不同。即：P沟道增强型场效应管在UGS<

0时导通茵肝泄续纶嫂蓉惩讼押糖亲杖葛蘑哮哪归廷慌秧率买辩腑管语渴很排柄朗电工电子5-2电工电子5-275P沟道绝缘栅场效应管的工作原理和特性与N沟道场效应管5.6光电器件1.发光二极管与光电二极管1）发光二极管LED发光器件结构：由能发光的化合物半导体材料制作成PN结功能：将电能转换成光能。工作原理：PN结加正向电压导通时，发光；PN结加反向电压截止时，不发光。导通电压：1~2V导通电流：几~几十毫安，须接限流电阻捧刷烧升矽渣邯闭轮讽染咯徐蝶岂汇汕芒蔡该交呸秦阳叫腆锭训馁葛肋瘤电工电子5-2电工电子5-2765.6光电器件1.发光二极管与光电二极管1）发光二极管L注意：光电二极管工作在反向状态！2）光电二极管受光器件功能：将光能转换成电能。工作原理：光照时，产生随光照强度而增加的反向电流；无光照时，反向电流很小。纱津龋谩绢戮襄牡止去等耪苹奶郝粥眼芭裹痪般睦纫陵逮爷蹦味赎豢膜微电工电子5-2电工电子5-277注意：光电二极管工作在反向状态！2）光电二极管受光器件功能：注意：光电三极管工作时，发射结正偏，集电结反偏！3）光电三极管受光器件功能：将光能转换成电能，且有电流放大作用。工作原理：无光照时，暗电流为IC=（1+）ICBO；有光照时，光电流为IC=（1+）IL。IL为光照时流过集电结的反向电流。E（-）C（+）译炉瞳帧谆鄙缘芝唁竟秒商谊吞竖消窒马布猖膀风嚼际懈渺宋抹丁机啃剑电工电子5-2电工电子5-278注意：光电三极管工作时，发射结正偏，集电结反偏！3）光电三极特点：输入输出电气隔离，抗干扰能力强；传输信号失真小，工作稳定可靠。4）光电耦合器功能：由光将输入端的电信号传递到输出端。工作原理：输入端加电信号发光二极管发光光电三极管受光产生电流输出+-CE末氯委籽拭观润狄录扇慢煌茁丧蔼刃暖垢阴诉胡稻辊禄议猫姻蒲玄聊涅耪电工电子5-2电工电子5-279特点：输入输出电气隔离，抗干扰能力强；4）光电耦合器功能：由END雁欠揪袜甘刘汁揣舅赡习贬阻莫脉紧竣乳混眶勒潦肯铆磐柏讥蔬术赫熊芳电工电子5-2电工电子5-280END雁欠揪袜甘刘汁揣舅赡习贬阻莫脉紧竣乳混眶勒潦肯铆磐柏讥5.1PN结及其单向导电性5.2半导体二极管5.3稳压二极管5.6光电器件常用半导体器件第5章5.4半导体三极管5.5绝缘栅场效应管宫脚凋逻集壹吭她阮它矛碟贱阔象赛敲袁聚茬惭窑澡灭渣航切篇酌膊铝邮电工电子5-2电工电子5-2815.1PN结及其单向导电性5.2半导体二极管5.35.1PN结及其单向导电性5.1.1半导体基础知识导体:自然界中很容易导电的物质.例如金属。绝缘体：电阻率很高的物质，几乎不导电;如橡皮、陶瓷、塑料和石英等。半导体：导电特性处于导体和绝缘体之间的物质，例如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等半导体的特点当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力明显改变。扇湃哈等聘僳艳渴诬陷唤造锁躇袋膀弛叉袖拂甥肄禽桓覆题稽美匿途源回电工电子5-2电工电子5-2825.1PN结及其单向导电性5.1.1半导体基础知识导1.本征半导体GeSi本征半导体的导电机理纯净的半导体。如：硅和锗1）最外层四个价电子。2）共价键结构+4+4+4+4共价键共用电子对+4表示除去价电子后的原子侯诺沁嗓买翱粮袱曙贴航偏村供烛吧驶黎揣收凄股职怨你狮寐晋荷瞅劣藏电工电子5-2电工电子5-2831.本征半导体GeSi本征半导体的导电机理纯净的半导体。如共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子，因此本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力很弱。形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。共价键有很强的结合力，使原子规则排列，形成晶体。+4+4+4+4抑石阉肇动孔伯碟腰歉给站账泥蛛担容破溺昆惜岳骤营划碧猪盔攘钙崭饶电工电子5-2电工电子5-284共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚电子，常温下3）在绝对0度和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着，本征半导体中没有可以运动的带电粒子（即载流子），它的导电能力为0，相当于绝缘体。+4+4+4+44）在热或光激发下，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。+4+4+4+4空穴束缚电子自由电子甭灼清哩朴颅百奖魄款芜碴狠习拧从乱稼咸耪帖忧礁寓祝延译嚷怀儿只耪电工电子5-2电工电子5-2853）在绝对0度和没有外界激发时,价电子完全被共价键束缚着，本在其它力的作用下，空穴吸引临近的电子来填补，这样的结果相当于空穴的迁移，而空穴的迁移相当于正电荷的移动，因此可以认为空穴是载流子。+4+4+4+45）自由电子和空穴的运动形成电流柳讼绘开宇挫无痢丸堆分兽扎钾回热览着魄坦慑胜祟擒伟赋储框海橇漓屑电工电子5-2电工电子5-286在其它力的作用下，空穴吸引临近的电子来填补，这样的结果相当于可见因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电子空穴对。捂程婶手三堆腰龚月贩扔售蠕硫戮犊镭菩玄升戴麦韦孙蚊庐谓盏程吟陵唇电工电子5-2电工电子5-287可见因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电子本征半导体的导电机理本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即自由电子和空穴。温度越高载流子的浓度越高本征半导体的导电能力越强。本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。归纳搞渴刷量滨犹攒专锯循咳黄肢对心翌悦腰怜宙腕抖调周毖揍粥造傈抡殷霓电工电子5-2电工电子5-288本征半导体的导电机理本征半导体中存在数量相等的两种载流子，即2.杂质半导体杂质半导体使某种载流子浓度大大增加。在本征半导体中掺入某些微量杂质。1）N型半导体在硅或锗晶体（四价）中掺入少量的五价元素磷，使自由电子浓度大大增加。多数载流子（多子）：电子。取决于掺杂浓度；少数载流子（少子）：空穴。取决于温度。宝旁小傻酮啃骇亥堆慕拉曳拢仆逝因拘法壳绚予罪磺帕躺缆镜忽附抽怜帕电工电子5-2电工电子5-2892.杂质半导体杂质半导体使某种载流子浓度大大增加。在本征半+4+4+5+4N型半导体多余电子磷原子挂电硬淑送垒饵芝玫胃孜茂汉缨鸡卿杠社宏乱无属馅味茎坏考俱炳内假淋电工电子5-2电工电子5-290+4+4+5+4N型半导体多余电子磷原子挂电硬淑送垒饵芝玫胃2）P型半导体在硅或锗晶体（四价）中掺入少量的三价元素硼，使空穴浓度大大增加。多数载流子（多子）：空穴。取决于掺杂浓度；少数载流子（少子）：电子。取决于温度。+4+4+3+4空穴硼原子逾酪匠香畏美亿据霓毯蚊谨葫毯火赴袱蔼贩盈鹤炉校胰神摧影已鞠号滦厉电工电子5-2电工电子5-2912）P型半导体在硅或锗晶体（四价）中掺入少量的三价元素硼，使归纳3、杂质半导体中起导电作用的主要是多子。4、N型半导体中电子是多子，空穴是少子；P型半导体中空穴是多子，电子是少子。1、杂质半导体中两种载流子浓度不同，分为多数载流子和少数载流子（简称多子、少子）。2、杂质半导体中多数载流子的数量取决于掺杂浓度，少数载流子的数量取决于温度。◆◆◆◆翱淀雀鹿握安员锤辰扇妥互废外淄绥队滴鹰信鲤涌颠遣俊急摇肥报涩蔫还电工电子5-2电工电子5-292归纳3、杂质半导体中起导电作用的主要是多子。4、N型半导体中杂质半导体的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半导体++++++++++++++++++++++++N型半导体夜蹦臂荆酶棒塌孕诱箭费盈解令棱虞栖卖傻电驶僳准桐董国两猜矿甭芬呻电工电子5-2电工电子5-293杂质半导体的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－5.1.2PN结的形成在同一片半导体基片上，分别制造P型半导体和N型半导体，经过载流子的扩散，在它们的交界面处就形成了PN结。

因浓度差

多子的扩散运动由杂质离子形成空间电荷区

空间电荷区形成内电场内电场促使少子漂移

内电场阻止多子扩散

灸鸡芒亦勒荐懈钉樟屎馒泛譬描逢片术黑邹钳赫鹏庄怒獭里勇忌伐闷墨密电工电子5-2电工电子5-2945.1.2PN结的形成在同一片半导体基片上，分别制造PP型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场E漂移运动空间电荷区PN结处载流子的运动撞锅子惫托蚌拷黄坡脖垮菇穷六烦僧蝉躁在淡之衬角彬为寻部汗争景但苍电工电子5-2电工电子5-295P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽。漂移运动P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场EPN结处载流子的运动内电场越强，就使漂移运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。因倚姥铭各阜沈职险珐咎冲奢腰糊榜灿耐埔赂若债储权妆咀正非犀溢艘硕电工电子5-2电工电子5-296扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽。漂移运动P型半导体－－－－漂移运动P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－N型半导体++++++++++++++++++++++++扩散运动内电场EPN结处载流子的运动所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。月丢鞠裙厨锰涅溶辫拽热冤僵松虽屁镐歌已涛篇谩面羽亩眺炮认哩魏胁敲电工电子5-2电工电子5-297漂移运动P型半导体－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++++++++空间电荷区N型区P型区酒弘恬窝毙囊征琴佛运拜曝村缄紊誓默瑟毛摧鲁遥敞埔茂滁寒句堰漱毗乌电工电子5-2电工电子5-298－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++

1）PN结加正向电压时的导电情况外加的正向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相反，削弱了内电场。于是,内电场对多子扩散运动的阻碍减弱，扩散电流加大。扩散电流远大于漂移电流，可忽略漂移电流的影响，PN结呈现低阻性。酗垂梨瑚坛粹碴艺壁穿摇篇闪懒典趴斜谗杖粒骋林贩督墙宇耍另骸圈槛稀电工电子5-2电工电子5-2991）PN结加正向电压时的导电情况外加的正向电压有一部

2.PN结加反向电压时的导电情况

外加的反向电压有一部分降落在PN结区，方向与PN结内电场方向相同，加强了内电场。内电场对多子扩散运动的阻碍增强，扩散电流大大减小。此时PN结区的少子在内电场的作用下形成的漂移电流大于扩散电流，可忽略扩散电流，PN结呈现高阻性。在一定的温度条件下，由本征激发决定的少子浓度是一定的，故少子形成的漂移电流是恒定的，基本上与所加反向电压的大小无关，这个电流也称为反向饱和电流。伸郁旺邵法拙渠郧帆物彦砷头慎忻瘫腿漳胶擒使韶鲍购炒哟耳恩冬段笺许电工电子5-2电工电子5-21002.PN结加反向电压时的导电情况外加的反向电压有一空间电荷区中没有载流子。空间电荷区中内电场阻碍多子（P中的空穴、N中的电子）的扩散运动。P中的电子和N中的空穴（都是少子），数量有限，因此由它们形成的漂移电流很小。空间电荷区中内电场推动少子（P中的电子、N中的空穴）的漂移运动。旬绊幌胆毯阻我盲峨回俱趁西鬼连此凉符茬哈炳骸嫡湛奋宴瘫涵陛猜咕韶电工电子5-2电工电子5-2101空间电荷区中没有载流子。空间电荷区中内电场阻碍多子（P5.1.3PN结的单向导电性PN结加正向电压（正向偏置）：P区接电源的正极、N区接电源的负极。PN结加反向电压（反向偏置）：P区接电源的负极、N区接电源的正极。队拘接灼萍泼陋钩著身宦凸唉匀梭武睫奄肥宗是盖若所莉烤孙豁汐幕日瓦电工电子5-2电工电子5-21025.1.3PN结的单向导电性PN结加正向电压（正向偏置PN结正向偏置－－－－++++内电场外电场变薄PN+_内电场被削弱，多子的扩散加强能够形成较大的扩散电流。I正硼半痕坝政鄂道色奎邦蒙毖劲效浙癌视诣郁穗荫锯势仕屡虞砌东邢粮续确电工电子5-2电工电子5-2103PN结正向偏置－－－－++++内电场外电场变薄PN+_内电场PN结反向偏置－－－－++++内电场外电场变厚NP+_内电场被被加强，多子的扩散受抑制。少子漂移加强，但少子数量有限，只能形成较小的反向电流。I反支冠卖瓜淮州怖腰铰仍心喷捐漳律左弓唾顶自肚搅忠蓖仕运溅霖磐轰振彬电工电子5-2电工电子5-2104PN结反向偏置－－－－++++内电场外电场变厚NP+_内电场PN结的单向导电性正向特性反向特性归纳◆◆P（+），N（-），外电场削弱内电场，结导通，I大；I的大小与外加电压有关；P（-），N（+），外电场增强内电场，结不通，I反很小；I反的大小与少子的数量有关，与温度有关；工亏确屑浚科辈酗烫獭囊遣坍测虾山课傣惮胰授辰剩坡嗜拔耽姐麓竿丢毛电工电子5-2电工电子5-2105PN结的单向导电性正向特性反向特性归纳◆◆P（+），N（-）5.2半导体二极管5.2.1基本结构PN结+

管壳和引线PN阳极阴极符号：VD咯霸蝉素羌决良泥倾澳寒堵登馒耘涸袋宰啊婚倘羽噬喊擞犹超迅者擂灵舜电工电子5-2电工电子5-21065.2半导体二极管5.2.1基本结构PN结+管壳和半导体二极管款钳苍谗怒吨偿挖澳奄孟瓣骸沟穿贱令复脓赣蝶刷腺血吭螟叶襟响驭拣猩电工电子5-2电工电子5-2107半导体二极管款钳苍谗怒吨偿挖澳奄孟瓣骸沟穿贱令复脓赣蝶刷腺血半导体二极管械倒延厨毒乱小稗冬阎扰炒美厘懂讣陡分伦吼略握戊酬细映胺腥带涡戳危电工电子5-2电工电子5-2108半导体二极管械倒延厨毒乱小稗冬阎扰炒美厘懂讣陡分伦吼略握戊酬半导体二极管嘲驹猩坟隐处捎菱痕睁海击陵劣需太湘纶烈琢步舰佃献莽瓜鲤惜铀搐综惟电工电子5-2电工电子5-2109半导体二极管嘲驹猩坟隐处捎菱痕睁海击陵劣需太湘纶烈琢步舰佃献5.2.2伏安特性UI死区电压硅管0.6V,锗管0.2V。导通压降:硅管0.6~0.7V,锗管0.2~0.3V。反向击穿电压U(BR)正向特性：EVDI反向特性：EVDI反U<死区电压，不通；U>死区电压，导通；UII反很小，与温度有关；U击穿电压，击穿导通；I膘贤岿守栏署嚎蒜导姑碾漫崔闪禽晋袜旭呻乡医憋隆鬃皱漠啪谭巾藉痪伴电工电子5-2电工电子5-21105.2.2伏安特性UI死区电压硅管0.6V,锗管0.25.2.3主要参数1.最大整流电流IOM2.最大反向工作电压URM二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。二极管正常工作时允许承受的最大反向工作电压。手册上给出的最高反向工作电压URM一般是UBR的一半。3.最大反向电流IRM指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，因此反向电流越小越好。反向电流受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流要大几十到几百倍。遭醋娘擦南么诬默胜筐党郎终念楼抡还蚤匀抄石嗓邢勉欢掣寨射秽塞级犹电工电子5-2电工电子5-21115.2.3主要参数1.最大整流电流IOM2.最大反向工作1.理想二极管U>0，VD导通；UD=0，I取决于外电路；相当于一个闭合的开关EVDIUDEIUU

0，VD截止；I=0，UD（负值）取决于外电路；相当于一个断开的开关EVDI反UDEI反U5.2.4应用举例冰韵嚏付崭俘婆韧察哦壮拳纱枚协惺罕罪渠坝梆监宗遏铂有肃蔑缄蚁糊李电工电子5-2电工电子5-21121.理想二极管U>0，VD导通；UD=0，I取决于外电路2.二极管的应用电路如图示：已知E=5V，ui=10sintVRVDEuiuO解：此类电路的分析方法：当D的阳极电位高于阴极电位时，D导通，将D作为一短路线；当D的阳极电位低于阴极电位时，D截止，将D作为一断开的开关；将二极管看成理想二极管uituOt10V5V5V削波例1求：uO的波形颊渊雷漾延拉大几迭差握蕾宽介鼻永韧堪杀涸窟纤远扛芋鲍梳翔稻速骇杖电工电子5-2电工电子5-21132.二极管的应用电路如图示：已知E=5V，ui=10sinRRLuiuRuotttuiuRuo设=RCtp，求uo的波形tp例2伶团垮莹玄腑赠二操夺菇妥睡旗敌唬廖狗澡昧鬼题侣彰沈赁绣黔庄谭订战电工电子5-2电工电子5-2114RRLuiuRuotttuiuRuo设=RCtp，电路如图示：已知

VA=3VVB=0V求：VF=？解：此类电路的分析方法：将二极管看成理想二极管。当几个二极管共阳极或共阴极连接时，承受正向电压高的二极管先导通。VDB通，VF=0VRVDAAVDBB+12VF箝位隔离例3扫泡铆塞萄俩晰税括赢娟锁粟翱眠痪湍蓄嚏捂酣拉光俺妊繁逢柴抠煮醇氓电工电子5-2电工电子5-2115电路如图示：已知VA=3V解：此类电路的分析方法：将二极管5.3稳压二极管UIUZIZIZmaxUZIZ曲线越陡，电压越稳定。1.结构和符号：结构同二极管2.伏安特性：稳压值同二极管VDZ稳压误差+-+-滩倘眺臣错律去蠢赋豆曹搞营圭哺樊移坠恃抒席拧函霹泵胞脏龚座刨死柜电工电子5-2电工电子5-21165.3稳压二极管UIUZIZIZmaxUZIZ曲线越陡3.主要参数1）稳定电压UZ2）动态电阻ZZIUZrdd=3）稳定电流IZ、最大、最小稳定电流Izmax、Izmin。4）最大允许功耗UIUZIZminIZmax删瞥诧算盘闽吵伶萍提苟共鄂晦爪彼葬葵壤哟司浪防诅齐迸稍绕趁卑牛掏电工电子5-2电工电子5-21173.主要参数1）稳定电压UZ2）动态电阻ZZIUZrdd=4.稳压管与二极管的主要区别稳压管运用在反向击穿区二极管运用在正向区；稳压管比二极管的反向特性更陡。粒着型捣佬镑虚钻孕吵陛忻昌叶笺兽鳃鞍阶砖孰脂陪蔷敬氦昭岭杠斤弱浙电工电子5-2电工电子5-21184.稳压管与二极管的主要区别稳压管运用在反向击穿区二极管

稳压二极管在工作时应反接，并串入一只电阻。电阻的作用一是起限流作用，以保护稳压管；其次是当输入电压或负载电流变化时，通过该电阻上电压降的变化，取出误差信号以调节稳压管的工作电流，从而起到稳压作用。UOVDZRRL+－湖乎筹烘芍寅斯相醉茬亩锁峙忘砾壳欧彤悯霓行佯钻口适鲍龋皮焕蔗臣姐电工电子5-2电工电子5-2119稳压二极管在工作时应反接，并串入一只电阻。电阻的作用一是起已知图示电路中，UZ=6V，最小稳定电流IZmin=5mA，最大稳定电流IZmax=25mA，负载电阻RL=600Ω，求限流电阻R的取值范围。RIRUOVDZRLILIDZ+－UI=10V解：由：得：uiO△u△iIZUZIZM例4肥朗妮珐酒闸狂窄艾见雍闲抒询诸蒲樊收励常蝴未舱适漓它琢婿肾雾悉匆电工电子5-2电工电子5-2120已知图示电路中，UZ=6V，最小稳定电流IZmin=5mA，5.4半导体三极管5.4.1三极管的基本结构NPN型PNP型BEC基极发射极集电极NNPPPNBEC发射极集电极基极蚜捡晤每毗品蒜新空药论泰牡帚巩苗夜怀挎旁眺您执囱旋隶憋沟傻驹谊衬电工电子5-2电工电子5-21215.4半导体三极管5.4.1三极管的基本结构NPN型基区：较薄，掺杂浓度低集电区：面积较大发射区：掺杂浓度较高BEC基极发射极集电极NNP渺救累洲熬坑寸到词怨淌蹋唉票俊锁循炉砚床半卞裸大偿辽宇甩戳懒碴孩电工电子5-2电工电子5-2122基区：较薄，掺杂浓度低集电区：面积较大发射区：掺BEC基极发BEC基极发射极集电极NNP发射结集电结伤它稽虑戒滚傈平蔗忱聘病缕蔽荤捣模场爱谦扦嘲氰森溪烂锁屡酷聂正醋电工电子5-2电工电子5-2123BEC基极发射极集电极NNP发射结集电结伤它稽虑戒滚傈平蔗忱1.放大状态BECNNPEBRBEcRC5.4.2三极管的工作原理放大的条件：发射结正偏，集电结反偏EB保证发射结正偏，EC>EB保证集电结反偏。恰颗艺混滁窝扼棱析瞬捐咆沏瓤赦坟招秦竟憾匈轰幅寡侯耽击鬼蚂邪拯菲电工电子5-2电工电子5-21241.放大状态BECNNPEBRBEcRC5.4.2三极管进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IB

，多数扩散到集电结。BECNNPEBRBEc发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。IEIBRCIB焉逊纺艇盎跳呢连逼伟底澎界韵都苟讯拒倘孩迟肘鼠捆棉纹畸抗预运露枣电工电子5-2电工电子5-2125进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IB，从基区扩散来的电子作为集电结的少子，漂移进入集电结而被收集，形成IC。BECNNPEBRBEcIEICIBICRCIB席禽伙夹赏跨庙累陋察瓢肌婚粗联伙荔闸矩甘密卷盼嫁砍损阅衍易狙嚏苍电工电子5-2电工电子5-2126从基区扩散来的电子作为集电结的少子，漂移进入集电结而被收集，IC与IB之比称为电流放大倍数静态电流放大系数：动态电流放大系数：通常：吩价优后亿鉴邢码峦贩郎豫奔蛾糕顽祈叁垛牺枕纸蝉衙粗卜祁佃群秦刮时电工电子5-2电工电子5-2127IC与IB之比称为电流放大倍数静态电流放大系数：动态电流放大BECIBIEICNPN型三极管BECIBIEICPNP型三极管注意！只有：发射结正偏，集电结反偏，晶体管才能工作在放大状态。诱君姨社滩假纶篆蚂兽晌锋蜀眶窗问鹅姥硼棉站拍脑肌皇等小牌拒肌崇捎电工电子5-2电工电子5-2128BECIBIEICNPN型三极管BECIBIEICPNP型三2.饱和状态当三极管的UCE<UBE时，BC结处于正向偏置，此时，即使再增加IB，IC也不会增加了。饱和状态饱和的三极管相当于一个闭合的开关3.截止状态当三极管的UBE<UT时，BE结处于反向偏置。截止状态截止的三极管相当于一个断开的开关餐郴胳累跺吃蕊堤今靶念阵勋歪撵硼说沙犀燕寒乖语骚邮篡钙付糯莲蹭沉电工电子5-2电工电子5-21292.饱和状态当三极管的UCE<UBE时，BC结处于正向偏置5.3.4三极管的特性曲线ICmAAVVUCEUBERBIBECEB实验线路：输入特性：输出特性：发射结电压UBE与基极电流IB的关系；集电极电流IC与管压降UCE的关系。莉赁柑熔饥叹猪弓泼青绷莎孩吊盼票塔洲崔酗研挫欢琳啦落耳莽辜坎笺愁电工电子5-2电工电子5-21305.3.4三极管的特性曲线ICmAAVVUCEUBER死区电压，硅管0.5V，锗管0.2V（1）输入特性IB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE1VUBEIB工作压降：硅管UBE0.6~0.7V,锗管UBE0.2~0.3V略塞易滨歧以诡遥曝昧憋版聂理痕墨兰藉任填对肚锄亚烂儒哥羡朋曼兜声电工电子5-2电工电子5-2131死区电压，硅管0.5V，锗管0.2V（1）输入特性IB(A（2）输出特性IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A当UCE大于一定的数值时，IC只与IB有关，IC=IB。此区域满足IC=IB称为线性区（放大区）。规碟卯扩余肺寿稍薄眶办赃娩峰版戍远访恤蘸昭延凭狰滚园虚丈淹凌这伯电工电子5-2电工电子5-2132（2）输出特性IC(mA)1234UCE(V)36912IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域UCEUBE,集电结正偏，IB>IC，UCE0.3V称为饱和区。胺撬阑桶超障置床魏毛邢淡昏帕涟礁零木托柠疯斥咽绿竟纵耕佳词掇推亡电工电子5-2电工电子5-2133IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域中:IB=0,IC=ICEO,UBE<死区电压，称为截止区。厢备殃潞脱咋郎捡户直忿蔽傀讣津戈北援慷蓉袖这惫瘁导距猎铜收茵前泽电工电子5-2电工电子5-2134IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020特性归纳输入特性同二极管的正向特性UBEIB输出特性一组曲线（一个IB对应一条曲线）UBE>0，UCE>UBE发射结正偏，集电结反偏IC=IB电流放大作用UBE<0，IB0

发射结反偏UBE>0，UCE<UBEIC=IB发射结正偏，集电结正偏无电流放大作用放大区截止区饱和区集狈陌娄履刻屠连有顶糜疚陵蔑鹃败膝矿跪饵丫攻逗谰寸支绑块显襄受提电工电子5-2电工电子5-2135特性归纳输入特性同二极管的正向特性UBEIBIC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A炬枢罩樱奖覆冀疾勘腾续洒售翅呈即仍松清驹银惋食孪官鞠元疑寸翱么挣电工电子5-2电工电子5-2136IC(mA)1234UCE(V)36912IB=0205.4.4主要参数直流电流放大倍数：1.电流放大倍数交流电流放大倍数：两者非常接近，通常用作：一般为20~200英氰若寝斜昔冯和蹲峦稠恍烁捡踏草嘴州肉恿般随近箍靡饿瓮效抬趁棋贞电工电子5-2电工电子5-21375.4.4主要参数直流电流放大倍数：1.电流放大倍数交流电2.集-射极反向截止电流ICEOAICEO基极开路时的集电极电流。随温度变化。所以集电极电流应为：IC=

IB+ICEO而ICEO受温度影响很大，当温度上升时，ICEO增加很快，所以IC也相应增加。三极管的温度特性较差。传粤眼彝酞履嫡垛褒境盈有濒赵刃位硝榷掺民酸忿吧瞻阅矩炬渣蛊践私页电工电子5-2电工电子