电子基础第1~3章二极管三极管场效应管课件

二极管、三极管二极管、三极管

重要的半导体器件

重要的电子电路的基础组成器件

重要的集成电路原型二极管二极管概述：二极管又称晶体二极管,diode它是一种具有单向传导电流的电子器件晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面二极管结构、符号二极管的主要特性1.单向导电性

PN结（二极管）的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。注意：只有在外加正向电压时这一特性才显示出来。被动器件3.管压降特性：在二极管导通后，正向压降基本不变，管子的正向电流发生很大变化时，正向压降才有微小的变化。换言之，当正向电压有一个微小变化时，将引起正向电流的很大变化。硅二极管的正向压降为0.6V左右，锗二极管的正向压降为0.2V左右。2.正向电阻小，反向电阻大正向电阻是指二极管正向导通后管子正负极间的电阻（是PN结的正向电阻）这一电阻很小——正向电阻小。反向电阻是指二极管处于反向偏置而未击穿时的电阻（是PN结的反向电阻），这一电阻很大——反向电阻很大。锗管正向特性10硅管I/mAU/V0204030201020死区电压μA0.51.01.5反向特性二极管的伏安特性

二极管的主要特性3）、反向击穿特性

当反向电压增加到某一数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿（见曲线III)。这时的反向电压称为反向击穿电压，不同结构、工艺和材料制成的管子，其反向击穿电压值差异很大，可由1伏到几百伏，甚至高达数千伏。电击穿（雪崩击穿和齐纳击穿）可逆，热击穿不可逆。主要应用为稳压二极管和瞬态抑制二极管等二极管的分类二极管的分类

除普通二极管外，还有若干特殊二极管：用于稳压的稳压二极管（齐纳二极管）、用于调谐的变容二极管、以及光电子器件（光电二极管等、发光二极管、激光二极管）等。二极管的应用

※二极管的整流大多数电器设备无法直接使用交流电，必须把交流电转换成直流电以后才能加以利用。把交流电转换成直流电的过程叫做“整流”。

二极管使用在限幅、开关、低电压稳压等电路中，起整流、检波、限幅、箝位、开关、元器件保护、温度补偿等作用。三极管结构、符号：NPN型PNP型结构符号结构符号※由于三极管的结构和外形特征，它有三个接出来的端点，所以便被形象的命名为三极管。※并不是所有三脚的器件都是三极管三极管的基本结构是两个反向连结的PN结面有pnp和npn两种组合；三个接出来的端点依序称为发射极（emitter,E）、基极（base,B）和集电极（collector,C）三极管参数9011NPN30V30mA400mW150MHz放大倍数20-809012PNP50V500mA600mW低频管放大倍数30-909013NPN20V625mA500mW低频管放大倍数40-1109014NPN45V100mA450mW150MHz放大倍数20-908050NPN25V700mA200mW150MHz放大倍数30-1008550PNP40V1500mA1000mW200MHz放大倍数40-1409013：NPN集电极-发射极电压20V集电极-基电压45V射极-基极电压5V集电极电流0.5A耗散功率0.625W结温150℃特怔频率最小150MHZ放大倍数：40-110三极管的三种状态截止状态：当加在三极管发射结的电压小于pn结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称三极管处于截止状态。放大状态：当加在三极管发射结的电压大于pn结的导通电压，并处于某一恰当的值时，三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有电流放大作用，其电流放大倍数β=ΔIc/ΔIb，这时三极管处放大状态。饱和导通状态：当加在三极管发射结的电压大于pn结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极和发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。三极管的放大电路

利用BJT组成的放大电路,其中一个电极作为信号输入端,一个电极作为输出端,另一个电极作为输入、输出的共同端.根据共同端的不同,BJT可有三种连接方式:共基极（用CB表示）、共发射极（用CE表示）、共集电极（用CC表示）接法三极管放大电路的三种组态（三种基本放大电路）基本放大电路分析静态分析动态分析画直流通路：电容看成开路电感看成短路电源不计内阻计算IB以及IC值，根据输出特征曲线确定Q点画交流微变等效通路：电容看成短路直流电源短路将三极管等效成由基极电流控制的集电极和发射极受控电流源计算Au=-βR’L/rbe、ri≈rbe和ro≈Rc计算Aus=[ri/(Rs+ri)]Au分压式放大电路分析静态分析动态分析电容看成开路、电感看成短路、电源不计内阻计算IB以及IC值，根据输出特征曲线确定Q点Ub≈Rb2与Rb2的分压值电容看成短路、直流电源短路、将三极管等效成由基极电流控制的集电极和发射极受控电流源计算Au=-βR’L/rbe、ri≈rbe和ro≈Rc计算Aus=[ri/(Rs+ri)]Au共基极电压放大电路输入和输出共用基极静态：电路结构与分压式相同 IB、IC、UCE动态：AU=βR’L/rbe

不计Rc，r’i≈rbe/(1+β) 计Rc时ri=r’i

∥RE ro≈Rc特点：ri

很小；AU很大应用：收音机电视机高频头的前级放大多级放大电路多个单级放大电路组合而成

输入级，中间级，输出级耦合方式：直接耦合，变压器耦合，阻容耦合元件少体积小；零点漂移隔直稳定阻抗匹配；体积大隔直方便调试；低频特性差三极管的分类晶体三极管的种类很多，分类方法也有多种。下面按用途、频率、功率、材料等进行分类。1）按材料和极性分有硅材料的NPN与PNP三极管，锗材料的NPN与PNP三极管。2）按用途分有高、中频放大管、低频放大管、低噪声放大管、光电管、开关管、高反压管、达林顿管、带阻尼的三极管等。3）按功率分有小功率三极管、中功率三极管、大功率三极管。4）按工作频率分有低频三极管、高频三极管和超高频三极管。5）按制作工艺分有平面型三极管、合金型三极管、扩散型三极管。6）按外形封装的不同可分为金属封装三极管、玻璃封装三极管、陶瓷封装三极管、塑料封装三极管等。场效应管FieldEffectTransistor(FET)场效应管概述：

什么是场效应管：

场效应管也是PN结构成的半导体器件，利用输入电压构成的电场来控制输出电流的大小，属于电压控制器件（三极管——电流控制）

输入阻抗高>100MΩ

热稳定性好

功耗小mW

噪声低

制造工艺简单

方便集成场效应管特点：结构符号：

工艺：

在一个半导体衬底（N/P）上的两侧各扩散出另一种半导体（P/N），并将扩散出来的两极连接形成栅极（G），衬底上引出的两极分别叫漏极（D）和源极（S）工作原理和特性：

改变栅极电压的大小相对源极，PN结的厚度相应变化，使得导电沟道宽度发生变化，从而控制iD

可变电阻区：VDS——ID近似线性关系

恒流区：ID几乎不随VDS改变

夹断区（截止区）场效应管：主要参数：

开启电压UGS(th)和夹断电压UGS(off)饱和漏电流IDSS

直流输入电阻RGS

低频跨导gm（反映UGS对ID的控制能力

漏源击穿电压U(BR)DS

栅源击穿电压U(BR)GS

最大耗散功率PDM注意点：

各电压不能超出最大允许值使用时脚位不能接错

施加电压必须正确，栅源为负压