chaer半导体二极管和三级管

电子技术简介电工学研究内容：电工技术（电能应用）电子技术（信号处理）电子技术简介电子技术研究内容：电子技术是对电子信号进行处理的技术，处理的方式主要有：信号的接收、发生、放大、转换、处理、驱动、输出。Analog(模拟)电子技术和Digital(数字)电子技术。电子系统举例：传感器压力1压力2温度1温度2......放大滤波叠加组合数模转换电路模数转换电路计算机数据处理......驱动电路......驱动电路驱动电路驱动电路传感器传感器传感器执行机构执行机构执行机构执行机构模拟电子技术数字信号处理模拟电子技术压力1压力2温度1温度2...压力1压力2温度1温度2...传感器...传感器传感器传感器...放大滤波叠加组合数模转换电路模数转换电路计算机数据处理...驱动电路...驱动电路驱动电路驱动电路...执行机构执行机构执行机构执行机构模拟电子技术数字信号处理模拟电子技术信号是信息的载体。声音信号—传达语言、音乐。图像信号—传达人类视觉系统能接受的图像信息。信号源等效电路信号:电信号：由电流、电压、电脉冲序列表达的信息。其它信息—光、速度、压力、流量物理量信号：模拟信号和模拟电子电路0f(t)t模拟信号：在时间和幅度上都是连续变化的信号，模拟电子电路：处理模拟信号的电路。数字信号和数字电子电路0f(t)tt1t3t5t2t4...1.时间离散，幅度连续；0f(t)tt1t3t5t2t4...2.时间离散，幅度离散；0f(t)tt1t3t5t2t4...3.时间连续，幅度离散；模拟信号的离散化处理方法（采样）：在时间和幅度上都是不连续变化的信号。数字信号：数字信号：数字信号只存在高、低两种电平。010101010101001110100010100111110001110数字电子电路：处理数字信号的电路。第6章

半导体二极管和三极管6.1半导体的基础知识6.2半导体二极管6.3稳压二极管及其稳压电路6.4晶体管目录6.1半导体的基础知识6.1半导体的基础知识半导体：半导体特性：热敏特性、光敏特性、掺杂特性导电能力介乎于导体和绝缘体之间的物质。

本征半导体就是完全纯净的半导体。

应用最多的本征半导体为锗和硅，它们各有四个价电子，都是四价元素.硅的原子结构1.本征半导体

纯净的半导体其所有的原子基本上整齐排列，形成晶体结构，所以半导体也称为晶体——晶体管名称的由来

本征半导体晶体结构中的共价健结构1.本征半导体SiSiSiSi共价键价电子自由电子与空穴1.本征半导体

共价键中的电子在获得一定能量后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子同时在共价键中留下一个空位，称为空穴。空穴SiSiSiSi自由电子

温度一定时，本征半导体中的自由电子—空穴对的数目基本不变。温度愈高，自由电子—空穴对数目越多。本征激发与复合现象

由于受热或光照产生自由电子和空穴的现象-----

本征激发1.本征半导体

自由电子在运动中遇到空穴后，两者同时消失，称为复合现象SiSiSiSi自由电子空穴半导触体导素电方言式在半搅导体药中，朽同时亦存在肠着电婆子导扔电和纯空穴节导电京，这记是半回导体往导电右方式接的最男大特礼点，叉也是状半导亦体和肥金属林在导样电原蓬理上逗的本寸质差假别。载流询子自由谁电子杯和空魂穴因为望，温霞度愈驶高，揉载流刊子数骄目愈俘多，棍导电共性能燃也就冰愈好辩，所溜以，膛温度艳对半哭导体标器件配性能犁的影茫响很米大。SiSiSiSi价电子空穴当半兴导体回两端仓加上笔外电铃压时强，自找由电去子作弱定向克运动控形成碗电子极电流滩；而生空穴露的运懒动相菌当于泛正电钓荷的意运动1.本征尤半导静体2.杂质刺半导浅体N型半财导体在硅革或锗阁的晶残体中鹊掺入区微量杂的磷瓜（或睁其它狂五价闹元素旱）。自由上电子消是多夕数载凑流子昌，空璃穴是晶少数离载流射子。电子摸型半压导体男或N型半粒导体SiSiP+Si多余电子P型半帆导体在硅农或锗京晶体遇中掺卸入硼行（或街其它粥三价央元素照）。空穴容是多战数载繁流子锋，自软由电彼子是访少数粱载流宜子。空穴矩型半盲导体矿或P型半俯导体抢。空穴SiSiB-Si2.杂质丘半导滔体注意医：不论N型半失导体挡还是P型半计导体览，虽挂然它待们都灯有一到种载纳流子沃占多倾数，朵但是论整个涌晶体暂仍然雄是不带俊电的。2.杂质企半导基体3.漫PN结PN结的悲形成自由电子PN空穴PN结内渡部载培流子笛运动单形成钟了一赚个内淘电场自由电子PN空间电荷区内电场方向空穴PN结内厉部载妻流子梅运动腊：扩券散和中漂移PN结的冰形成4.顶P搅N结的诸单向麦导电外性1外加号正向勿电压贪使PN结导概通PN结呈验现低骑阻导防通状笑态，番通过PN结的督电流趁基本案是多供子的掌扩散恒电流——正向证电流–+变窄PN内电场方向外电场方向RI2外加惩反向汪电压洪使PN结截港止PN结呈蛋现高询阻状察态，党通过PN结的犬电流懒是少豆子的浴漂移暖电流--法--反向临电流特点:受温李度影鲁响大原因:反向棍电流笑是靠缩慧热激蔽发产旷生的羽少子锋形成伐的+-变宽PN内电场方向外电场方向RI=04.饺P渣N结的搅单向迅导电杰性结鸭论PN结具惜有单钉向导祸电性（1）PN结加枕正向舞电压怀时，足处在悠导通梢状态编，结焰电阻遍很低庆，正批向电慢流较肆大。（2）PN结加周反向阿电压采时，掠处在锁截止水状态给，结钟电阻芝很高茎，反乞向电映流很浙小。4.深P掌N结的腾单向刑导电敏性6.近2半导腿体二架极管贴片缎式二脾极管插件驰式二械极管6.为2半导你体二碗极管1.结构贞和用凯途PN结阴极引线铝合金小球金锑合金底座N型硅阳极引线面接触型引线外壳触丝N型锗片点接触型表示符号用途懒：主要扫利用蔑二极捞管的罚单向宪导电所性。吓可用猎于整堤流、划检波煎、限羊幅、朋元件物保护学以及鞋在数凳字电撕路中呆作为散开关火元件保。2.伏安佛特性正向O0.40.8U/VI/mA80604020-50-25I/µA-20-40反向死区电压击穿电压半导籍体二伸极管或的伏否安特沾性是表非线吨性的星。大物致可背分为四个华区域：死区庙；正向篇导通仍区；反向故截止或区；反向蹲击穿遥区。正向O0.40.8U/VI/mA80604020-50-25I/µA-20-40反向死区电压击穿电压死区悦电压列：硅管呈：0.差5伏左业右，吨锗管历：0.御1伏左游右。正向必压降顾：硅管朋：0.哨6搏~0.限7伏左艺右，识锗管梢：0.福2~痰0嚼.3伏。(1骗)正向芹特性2.伏安拢特性反向愚电流眠：反向附饱和摊电流聪：反向汪击穿迅电压U（BR）正向O0.40.8U/VI/mA80604020-50-25I/µA-20-40反向死区电压击穿电压(2杂)反向醉特性2.伏安证特性3.主要匀参数(1骡)最大密整流丸电流IOM：二极晨管长院时间粉使用辆时，振允许雀流过鞭的最逐大正在向平险均电树流。(2欧)反向绪工作乔峰值伯电压URW令M:保证烘二极扣管不酬被击内穿而示给出唐的反贩向峰侵值电款压。(3男)反向局峰值餐电流IRM:二极胞管上者加反猛向工临作峰册值电扶压时晶的反庭向电搁流值钥。图中尽电路锅，DADB为硅慎管，殊输入淹端A的电它位VA=+赵3V，B的电氏位VB=0窄V，求输嗽出端Y的电虫位VY。电阻R接负矿电源-1与2V。VY=+捷2.绩3V解：DA优先解导通来，DA导通小后，DB上加案的是胶反向著电压兆，因泉而截剂止。DA起钳扭位作容用，DB起隔芹离作莫用。-12VAB+3V0VDBDAY看例度题6.晃1含有雀二极菜管电孩路的饿分析二极红管的削导通辅判断房诚。采碑用方贿法：断开讲二极咬管的辰两端显，分愉析电梦路中笛该两倾端的忌端电烈压。正向沿导通(UBE>死区秧电压)，反解相截确止，碌多个盒二极楼管时侄正向达端电愚压大李的先锅导通多。分析续二极他管电岂路的屈输出幅波形顷。采从用方并法：分析晒各个飘二极栽管导硬通和背截止舱条件戒。结合肉输入朽信号绞波形垫和导仔通、僻截止尘条件米，画寻出波南形。6.衫3稳压芦管及霞其稳堵压电品路6.穗3稳压紫管及臂其稳爪压电办路一种特殊的面烟接触俭型半泽导体控硅二性极管项。它解在电私路中敌与适限当数木值的饲电阻酒配合匹后能骨起稳定事电压的作乔用。给故称草为稳狱压管镜。1.稳压柿管表违示符评号：

特殊雨性:1.它工办作在迎反向隶击穿案状态邻。其PN结的劳温度常不会踏超过府允许协数值伪。2.这种殖管子流的击昆穿是遭可逆伯的，重切断样外加鬼电压橡后，PN结仍路能恢谱复原鞋状。正向+-反向+-IZUZ2.稳压析管的绳伏安查特性劈燕：3宜.稳压趋管稳毙压原亡理：稳压哪管工侮作于仇反向音击穿详区。序稳压熊管击翁穿时塞，电虎流虽盈然在向很大聋范围浙内变翼化，欢但稳津压管傲两端肿的电处压变战化很侨小。鸟利用雪这一峰特性级，稳虎压管街在电苗路中阿能起堵稳压榆作用絮。稳压近管的杯反向蝇特性撤曲线遵比一弓般二乏极管关要陡在。反向冶击穿秧是斜可逆皮的。

U/VI/mA0IZIZMUZ

（3）动刺态电固阻（4）稳统定电凡流（5）最谋大允旧许耗酱散功随率rZ稳压望管端屈电压乡丰的变雅化量宫与相符应的婚电流乒变化旧量的寄比值IZPZM管子协不致砌发生滴热击洋穿的怜最大输功率寺损耗纠。PZM=UZIZM3.主要招参数（2）电压温度系数（1）稳定电压UZ稳压陪管在剃正常闯工作安下管河子两累端的窝电压负。说明喜稳压害管受章温度护变化哪影响裤的系策数例题+_UU0UZR稳压气管的料稳压衰作用当U<UZ时,电路昏不通爽；当U>UZ大于负时,稳压晋管击对穿此时选R，使IZ<IZM看例如题6.巡寿2含有赛稳压漂管电围路的搂分析断开炼稳压毯管，论分析脖其两拴端电皂压。1.当U<UZ时,电路辽不导协通，央反相虏截止往；2.当U>UZ大于翻时，居稳压唯管击柿穿，乎稳压观管开骆始稳罪压工涝作，以其端必电压沫为UZ3.保证页稳压脱管正耗常工番作，臭即稳压愈管的煎串并膝联的福分析它们吓的稳刷压分绍别为8v和6v，正车导通拒电压贤都是0.允7v两个把稳压辛二极桌管串编联、勾并联捐组合策后，钟电压星有几拉种情箱况，悠分别养是多尾少？串联耳：1、两炊只二拾极管域都反悟接，颗反接锋电压壳是稳鱼压值庙，为6+兵8=宜14历V2、6V的正盆接，8V的反疯接，况正接些的是0.介7V，反吧接的规是8V得8+其0.俯7=扮8.避7V3、同跑理6V的反迅接，8V的正熔接，6+颜0.搭7=甚6.街7V4、两叙个二壳极管她都反非接0.马7+渔0.撞7=日1.脑4V并联处：1、两塌只二幅极管服都反溪接，皆电压酷小的叠将先晶导通专，则草是6V2、一交只正鼠接一耍只反级接，创电压弊小的贼将先率导通拣，则还是0.沈7V6.良4晶体于管电子郑显微扇镜下屠的晶刻体管两种散型号握的晶遥体管NNP基极发射矮极集电训极NP秃N型BECBECPNP型PPN基极发射极集电极符号剑：BECIBIEICBECIBIEICNP厕N型三揪极管PN兆P型三骂极管纵向蝇晶体封管刨螺面图CBENPCBENPN+p+NPNPNP基区腾：最资薄，掺杂毙浓度燃最低发射评区：充掺杂浓动度最芒高发射脏结集电林结BECNNP基极发射极集电极结构般特点乔：集电灰区：面积再最大2.电流抚分配害和放失大原配理µAmAmAIBICIERBEC++__EBBCE3D贱G1词00攻D共发拳射极寇接法晶体调管电泄流测皱量数钢据2.电流施分配活和放妹大原逢理IB/uA020406080100-0.01IC/mA0.010.801.612.413.224.030.001IE/mA0.010.821.652.483.314.120由此破实验志及测纯量结弯果可编得出名如下消结论倘：（1）IE=IC+IB符合懒基尔匹霍夫批电流率定律沟。（2）IE和IC比IB大的胀多。（3）当IB=0（将基勾极开歪路）策时，IE=ICE虚O，穿透乡丰电流ICE欠O=0锤.0絮1m刑A（4）当IE=0（将诉发射筹极开费路）侵时，IC=ICB愚O，惰集电冤极反季向饱挡和电挣流ICB溜O=0宣.0应01抹mA。（5）电直流放唐大作杆用。2.电流寨分配宝和放理大原疼理a.从第跳二列抚到第甚六列骗集电摧极电闯流和挪基极妹电流耽的比劣值为:2.电流哀分配微和放厘大原陵理可以看出与的比值基本相等，近似等于40，即近似为常数，称该常数为三极管直流（静态）电流放大系数，用表示。b.从第僚二列梦到第晒六列击集电躁极电第流和奸基径极电牲流的相对柳变化破的比暗值为:2.电流团分配尺和放咸大原乱理电流变化量之间满足确定的比例关系，即的大小反映了三极管控制作用的强弱，即电流放大作用的强弱，故称为交流（动态）电流放大系数。三极绍管的仰具有电流放大遗作用即：宏基极筑电流墓较小泛的变象化，秀引起日集电除极电晨流较距大的纷变化僚。即贵基极汉电流脑对集厨电极桨电流牛具有偏小量贿控制互大量弓的作策用。用载言流子霸在晶溉体管理内部抹的运您动规教律来泄解释偏上述霸结论你。外部悟条件哭：发境射结捏加正敬向电玩压；售集电孝结加倒反向婶电压冠。UBE>0授,UBC<0,湾UBC=UBE-UCE,UBE<UCE内部拦条件巾：基呆区做绸得很手薄、发掺杂摧浓度禾低，汉发射恳区杂突质浓杀度朴大房诚，集梳电结祸的结敌面积宵大。RBEC++__EBEBCNNP2.电流幸分配渔和放辣大原夜理发射修结正长偏扩散纹强E区多检子(自由红电子)到B区B区多促子(空穴)到E区(忽略)穿过纯发射神结的节电流盾主要模是电蔽子流形成轧发射益极电向流IEIE是由煤扩散誉运动剥形成夏的(1宰).发射恐区向爷基区匆扩散颠电子匹，形燃成发栋射极地电流IE。2.电流摊分配勤和放鹊大原鲜理(2蓝).电子姐在基脚区中貌的扩下散与办复合兰，形含成基责极电得流IBE区电春子到难基区B后，蜡有两示种运辅动扩散ICE复合IBE基区童中的朴电子租被EB拉走菜形成IB达到究动态器平衡绢时形贤成稳崭定的纸基极潮电流IB，IB=IBE-ICB狱OIB是由唇复合青运动丢形成围的2.电流旺分配刑和放薯大原快理基区者和集斗电区招的少贷子的些漂移冰运动尸，ICB航O3集电影极收时集电禽子，总形成执集电朴极电租流IC集电乎结反拔偏阻碍C区中吊的多事子（拢自由衔电子盛）扩升散，主同时梨收集E区扩睛散过呢来的毯电子ICE有助晓于少跃子的细漂移徒运动臭，有它反向酷饱和桶电流ICB吨O形成方集电例极电捷流IC,IC=ICB组O+ICE2.电流班分配尖和放岩大原介理RBEC++__EBEBCICIBIEICBOIBEICE2.电流构分配棚和放领大原贤理从发宝射区愁扩散气到基痕区的恭电子淹中只叫有很熄小一爽部分吴在基扎区复愚合，铺绝大影部分静到达柔集电白区。赔这个换比值担用β表示破，即盲：3.特性公曲线用来臭表示怜该晶你体管革各极裁电压擦和电省流之匪间相贸互关炕系、虹反映轿晶体陡管的距性能雕，是造分析妖放大衰电路馆的重哭要依矿据。以共将发射柔极接肉法时钩的输娘入特车性和梅输出查特性翠曲线水为例套。µAmAVIBICRBEC++__EBBCE3D颤G1障00零DV+_+_UBEUCE1.输入跳特性么曲线UCE为常盆数时筑，关馆系曲压线IB=f(UBE)。O0.40.8IB

/AUBE/VUCE

≥

1V604020803DG1003.特性凤曲线死区停电压臭：硅管非：0.劫5伏左皮右，约锗管0.驶1伏左喜右。正常只工作细时，送发射拣结的僵压降策：NP窑N型硅匆管UBE=0办.6磁~0展.7方V;PN员P型锗悟管UBE=-括0.彩2~统-0脾.3柿V。2.输出悄特性证曲线IB为常备数时菠，IC=f(UCE)。在不据同的IB下，可得漫出不幸同的忧曲线腹，晶阀体管宴的输出程特性行曲线是一赏簇曲夏线。IC

/mAUCE

/V100µA80µA60µA40µA20µAIB=0O3691243212.31.53.特性盘曲线晶体熊管的木输出狱特性服曲线阻分为碎三个枯工作塘区：（1）放势大区（2）截秩止区（3）饱厌和区3.特性浓曲线饱和区截止区IC

/mAUCE

/V100µA80µA60µA40µA20µAIB=0O3691243212.31.5放大区(1)放大找区a.输出而特性配曲线苍的近于水平助部分花是放贞大区获。b.IC和IB成正比的关系，。ICEC=UCCIBRB+UBE+UCEEBCEB共发射极电路IC

/mAUCE

/V100µA80µA60µA40µA20µAIB=0O3691243212.31.5放大区c.对NP霉N型管博而言蛇，应酱使UBE>鞭0.常5，UBC<0，此时掏，UCE>UBE。截止区(2)截止额区IB=跌0的曲司线以甘下的企区域卫称为业截止烧区。IB=符0时,IC=ICE贱O(<司0.碑00巧1m愈A)。IC0，UCEUCC。对NP歇N型硅维管，烧当UBE<0.及5具V时，边即已店开始超截止总，但宿为了树使晶吉体管鸽可靠淘截止旗，常线使UBE0，IC

/mAUCE

/V100µA80µA60µA40µA20µAIB=0O3691243212.31.5放大区饱和区截止区(3)饱和甲区a.当UCE<UBE时，食集台电结兰处于浮正向郑偏置(UBC>0)，b.IC和IB不成炎正比殊。c.发射转结也文处于反正向剖偏置厅，UCE0，ICUCC/RC。IC

/mAUCE

/V100µA80µA60µA40µA20µAIB=0O3691243212.31.5放大区当晶发体管俭饱和勉时，UCE0，发射或极与档集电侍极之冷间如释同一担个开关好的接里通，其累间电畜阻很补小；当晶庆体管停截止民时，IC0，发招射极傍与集罗电极哗之间困如同凉一个开关释的断书开，其怖间电烧阻很事大。晶体凑管的凯开关知作用晶体城管（扣硅NP党N）的三种工蹈作状陡态+

UBE>0.5

ICIB+UCE(a)放大

UBC<0+IC0IB=0+UCEUCC(b)截止

UBC<0++UBE

0

+UBE>

0.5

IB+UCE0

(c)饱和

UBC>0+

管型

工作状态

饱和

放大

截止UBE/VUCE/V

UBE/V

UBE/V开始截止可靠截止硅管(NPN)锗管(PNP)

0.7

0.3

0.30.1

0.6~0.70.2~0.30.5

0.1

0

0.1晶体皮管结出电压疗的典棍型值在输出特性曲线近于平行等距并且ICEO较小的情况下,可近似认为，但二者含义不同。2.集—基极取反向固截止氏电流ICB日OICB厉O是当发射扬极开多路时灯流经遗集电落结的僚反向桐电流巴，其父值很浮小。3.集—射极霉反向艺截止扔电流ICE妨OICE辆O是当基极剩开路(IB=纵0)时的维集电彩极电村流，滚也称布为穿傲透电阳流，氏其值赔越小撑越好顿。4.集电败极最有大允晨许电罗流ICM当值下艺降到裁正常液数值括的三涌分之垦二时核的集递电极答电流去，称注为集厨电极信最大胀允许迈电流ICM。4.晶体芹管的响参数1.电流放大系数，5.集—射反挑相击君穿电鲁压U(B锹R)脉CE登O6.集电宾极最猾大允角许耗殊散功疫率PCM基极专开路疗时，束加在叫集电亦极和谅发射鸡极之拌间的扬最大蜘允许扔电压标，称溉为集—射反炭相击元穿电奔压U(B默R)昂CE妄O。当晶统体管旗因受唐热而惑引起孩的参傲数变爆化不摊超