15第十五讲：二极管与三极管分析

观点与提要电路的理论必定是电子技术的基础，电子技术让电子的运动更好地受控。导体材料的选择，导体材料的易性，材料组合的变更，操控方法的变更，构成了电子运动的操控技术与应用。怎么还有半导体？什么是本征半导体？为何掺杂半导体？有哪些掺杂半导体？如何出了个PN结？怎么就成了二极管？拼成了PNP和NPN，怎么就成了三极管？试着看二、三极管能有何突出的特性？1绚丽的文化----道家圣地·终南山楼观说经台同学们好！兕[sì]2为学日益为道日损为而不得宠辱不惊“为学者”每天益学增智，不仅在数量，学而在于化之心灵。“闻道者”学智滋养心性，成就于气质，岁岁至于自然之本。3第十四讲

半导体二极管和三极管一、半导体基础学问二、半导体二极管三、半导体三极管4一、半导体基础学问

导电性介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。1、什么是半导体？导体－－铁、铝、铜等金属元素，最外层电子在外电场作用下很简洁产生定向移动，形成电流。绝缘体－－惰性气体、橡胶等，最外层电子受原子核的束缚力很强，只有在外电场强到确定程度时才可能导电。5本征半导体是纯净晶体结构半导体。2、什么是本征半导体？

半导体－－硅（Si）、锗（Ge），均为四价元素，它们原子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。无杂质稳定的结构6平面结构立体结构+4+4+4+4+4+4+4+4+4完全纯净的晶体结构的半导体7两种载流子3、本征半导体中有两种载流子在电场作用下能作定向运动的带电粒子称为载流子。自由电子有负电性空穴有正电性8当外加电场时，带负电的自由电子和带正电的空穴均参与导电，且运动方向相反。

由于本征半导体载流子数目很少，故导电性很差。94、杂质半导体

1）

N型半导体5价磷（P）

杂质半导体主要靠多数载流子导电。掺入5价磷多，电子浓度增加，导电性增加！多数载流子——自由电子102）P型半导体3价硼（B）多数载流子——空穴P型半导体主要靠空穴导电。掺入3价硼多，空穴浓度越高，导电性越强。11掺入杂质越多多子浓度越高导电性能越强并实现导电性可控N型半导体——电子多P型半导体——空穴多125、PN结的形成让它们成为一体吧！将会发生什么？13物质因浓度差而产生的运动称为扩散运动。气体、液体、固体均有之——半导体是固体，也不例外。扩散运动P区空穴浓度远高于N区。N区自由电子浓度远高于P区。14扩散运动使靠近接触面的P区空穴浓度降低——显负电使靠近接触面的N区自由电子浓度降低——显正电15扩散运动——产生了内电场16PN结内电场——阻碍着扩散接着扩散平衡时的内电场即PN结176、PN结的单向导电性PN结上加正向电压导通：由于外电源的作用，内电场变窄，平衡破坏，扩散加剧，形成扩散电流，PN结处于导通状态。这个必要吗？18PN结上加反向电压截止：内电场变宽，阻挡扩散运动，可近似认为其截止。19二、半导体二极管

1、二极管的组成将PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。20小功率二极管大功率二极管稳压二极管发光二极管+++2、二极管外形及阳极识别21人皆知有用之用，而不知无用之用矣。海南三亚南山不老松22点接触型：允许电流小，工作频率高。面接触型：允许的电流大，工作频率低。平面型：工作频率高，允许的电流大。3、二极管内部结构23

4、二极管的伏安特性二极管的电流与其端电压的关系称为伏安特性。24正向开启电压反向饱和电流反向击穿电压正向导通电流255、稳压二极管进入稳压区的最小电流不至于损坏的最大电流由一个PN结组成，反向击穿后在确定的电流范围内端电压能保持基本不变。26

若稳压管的电流太小则不稳压，若稳压管的电流太大则会因功耗过大而损坏，因而稳压管电路中必需有限制稳压管电流的限流电阻！电路中必需有限流电阻27

1、三极管的结构和符号三、晶体三极管晶体管有三个极、三个区、两个PN结晶体管有NPN型和PNP型种结构28小功率管中功率管大功率管为什么有孔？29三极管的管脚识别302、三极管的放大原理扩散运动形成放射极电流IE，复合运动形成基极电流IB，漂移运动形成集电极电流IC。BE间PN正偏：放射区多子浓度高，大量电子从放射区扩散到基区。基区薄，多子浓度低，只有极少数扩散到基区的电子能与空穴复合。BC间PN反偏：集电区面积大，外电场作用使大部分扩散到基区的电子漂移到集电区。31一群饿狗被挡在了放射结的墙外加适当的正向电压放射结的墙倒啦饿狗到了基区基区就几个旧骨头（空穴少）几个傻狗追进基极集电结墙外才是新卤的肉骨头放射结是下坡，再加反向电压引诱多数饿狗顺坡进了集电极享用去了323、三极管的放大条件334、电流支配IE＝IB＋IC34（直流）电流放大系数355、三极管的共射输入特性为什么像PN结的伏安特性？366、三极管的共射输出特性对应一个IB就有一条iC随uCE变更的曲线。对应一个△iB就有一条△iC随uCE变更的曲线。37饱和区放大区截止区7、三极管的三个工作区38为什么进入放大状态曲线几乎是横轴的平行线？为什么uCE较小时iC随uCE变更很大？398、三极管三个区的工作条件40常理小结半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间本征半导体导电