武汉理工大学电工学2课件chapter14C

电子技术•电工学

Ⅱ

•电子技术•电工学Ⅱ•电子技术电子技术由模拟电子技术和数字电子技术两部分构成。电子技术电子技术由模拟电子技术和数字电子技术两部分构成。产品自动装箱计数生产线产品自动装箱计数生产线EEEEEEBCCCCCCBBBBBPNP---GeNPN---SiNPN---SiPNP---SiPNP---GeNPN---Ge结论：电位中间值的是“基极”；UBE=0.2~0.3的是锗管；UBE=0.6~0.7的是硅管；UBE>0;或者：UE<UB<UC的是NPN管；UBE<0;或者：UE>UB>UC的是PNP管。EEEEEEBCCCCCCBBBBBPNP---GeNPN-第1章半导体器件1.2半导体二极管1.3稳压二极管1.4半导体晶体管1.1半导体的基础知识第1章半导体器件1.2半导体二极管1.3稳压本章要求：一、理解PN结的单向导电性，三极管的电流分配和电流放大作用；二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；三、会分析含有二极管、稳压管的电路。本章要求：1.半导体定义：

导电性能介于导体和绝缘体之间的一些物质。如：锗(Ge)，硅(Si)，硒(Xe)以及大多数金属

氧化物和硫化物等。2.半导体材料的特性：纯净半导体的导电能力很差；(可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化(可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等)。1.1半导体的基础知识1.半导体定义：导电性能介于导体和绝缘体之间的一些物质价电子四价元素掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变(可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。上述特性与半导体的结构有关,下面简介原子结构:价电子四价元素掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电上1.1.1

本征半导体

完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。最常用的半导体为硅(Si)和锗(Ge)。它们的共同特征是四价元素，每个原子最外层电子数为4。+Si+Ge1.1.1本征半导体完全纯净的、具有晶体结构的硅单晶中的共价健结构共价健共价键中的两个电子，称为价电子。

Si

Si

Si

Si价电子提纯的硅材料原子排列非常整齐，即形成了单晶体——称为单晶硅

或者叫本征半导体。相邻原子的外层电子形成共价键。硅单晶中的共价健结构共价健共价键中的两个电子，称为价电子。

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。但束缚电子不像绝缘体中的价电子被束缚得那么紧。

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。

Si

Si

Si

Si共价键中的两

Si

Si

Si

Si价电子

价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子（带负电），同时在共价键中留下一个空位，称为空穴（存在空穴的原子带正电）。这一现象称为本征激发。空穴

温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多。自由电子

在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。本征半导体的导电机理：SiSiSiSi价电子价电子在获得一定能量

当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分电流：

(1)自由电子作定向运动

电子电流

(2)价电子递补空穴空穴电流

由于电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合。

在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。

自由电子和空穴都称为载流子。（1）本征半导体中载流子数目极少,其导电性能很差；从上可知：

当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两（2）本征半导体中的自由电子和空穴总是成对出现，同时又不断进行复合。在一定温度下，载流子的产生与复合会达到动态平衡，即载流子浓度与温度有关。温度愈高，载流子数目就愈多，导电性能就愈好——温度对半导体器件的性能影响很大。（3）半导体中的价电子还会受到光照而激发形成自由电子并留下空穴。光强愈大，光子就愈多，产生的载流子亦愈多，半导体导电能力增强。故半导体器件对光照很敏感。（4）杂质原子对导电性能的影响很大。（下面讨论）（2）本征半导体中的自由电子和空穴总是成对出现，同时又不断进1.1.2N型半导体和P型半导体1.本征半导体与掺杂半导体：

在常温下，本征半导体的两种载流子数量还是极少的，其导电能力相当低。

如果在半导体晶体中掺入微量杂质元素，将得到掺杂半导体（杂质半导体），而掺杂半导体的导电能力将大大提高。

由于掺入杂质元素的不同，掺杂半导体可分为两大类——N型半导体和P型半导体。1.1.2N型半导体和P型半导体1.本征2N型半导体：

掺杂后自由电子数目大量增加，自由电子导电成为这种半导体的主要导电方式，称为电子半导体或叫N型半导体。掺入五价元素：

Si

Si

Si

Sip+多余电子磷原子在常温下即可变为自由电子失去一个电子变为正离子

在N

型半导体中自由电子是多数载流子(多子)，空穴是少数载流子(少子)。2N型半导体：掺杂后自由电子数目大量增加，3.P型半导体：

掺杂后空穴数目大量增加，空穴导电成为这种半导体的主要导电方式，称为空穴半导体或P型半导体。掺入三价元素：

Si

Si

Si

Si

在P型半导体中空穴是多数载流子(多子)，自由电子是少数载流子(少子)。B–硼原子接受一个电子变为负离子空穴无论N型或P型半导体都是电中性的，对外不显电性。3.P型半导体：掺杂后空穴数目大量增加，空穴杂质半导体的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半导体++++++++++++++++++++++++N型半导体杂质半导体的示意表示法－－－－－－－－－－－－－－－－－－－abc1.在杂质半导体中多子的数量与

（a.掺杂浓度、b.温度）有关。2.在杂质半导体中少子的数量与（a.掺杂浓度、b.温度）有关。3.当温度升高时，少子的数量（a.减少、b.不变、c.增多）。ba提问b4.在外加电压的作用下，P型半导体中的电流主要是

，N型半导体中的电流主要是。（a.电子电流、b.空穴电流）abc1.在杂质半导体中多子的数量与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。1.1.3PN结及其单向导电性1PN结的形成

不论是P型半导体还是N型半导体，都只能看做是一般的导电材料，不具有半导体器件的任何特点。

半导体器件的核心是PN结，是采取一定的工艺措施在一块半导体晶片的两侧分别制成P型半导体和N型半导体，在两种半导体的交界面上形成PN结。

各种各样的半导体器件都是以PN结为核心而制成的，正确认识PN结是了解和运用各种半导体器件的关键所在。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，经过载多子的扩散运动内电场少子的漂移运动浓度差P型半导体N型半导体

扩散的结果使空间电荷区变宽。空间电荷区也称

PN结。

扩散和漂移这一对相反的运动最终达到动态平衡，空间电荷区的厚度固定不变。形成空间电荷区

漂移使空间电荷区变薄;内电场越强，漂移运动越强。空间电荷区又叫耗尽层或阻挡层。多子的扩散运动内电场少子的漂移运动浓度差P型半导体N型半从上可知:载流子的运动有两种形式：扩散由于载流子浓度梯度引起的载流子从高浓度区向低浓度区的运动。将形成空间电荷区（内电场）.漂移载流子受电场作用沿电场力方向的运动。

耗尽层中载流子的扩散和漂移运动最后达到一种动态平衡，这样的耗尽层就是PN结。PN结内电场的方向由N区指向P区。N区P区PN结多数载流子的扩散将形成空间电荷区（耗尽层）；

耗尽了载流子的交界处留下不可移动的离子形成空间电荷区；（内电场）从上可知:载流子的运动有两种形式：扩散由于载2PN结的单向导电性（1）PN结加正向电压（正向偏置）PN结变窄

P接正、N接负外电场IF

内电场被削弱，多子的扩散加强，形成较大的扩散电流。

结论:PN结加正向电压时，PN结变窄，正向电流

较大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。内电场PN－－－－－－－－－－－－－－－－－－+++++++++++++++++++–E2PN结的单向导电性（1）PN结加正向电压（正（2）PN结加反向电压（反向偏置）外电场P接负、N接正内电场PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－–+EPN结变宽（2）PN结加反向电压（反向偏置）外电场P接负、N接正PN结变宽2.PN结加反向电压（反向偏置）外电场

内电场被加强，少子的漂移加强，由于少子数量很少，形成很小的反向电流。IRP接负、N接正温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。

结论:PN结加反向电压时，PN结变宽，反向电流较小，反向电阻较大，PN结处于截止状态。内电场PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－–+EPN结变宽2.PN结加反向电压（反向偏置）外电场PNPN符号阳极阴极1.2半导体二极管

将PN结加上电极引线及外壳，就构成了半导体二极管。PN结是二极管的核心，也是所有半导体器件的核心。1.2.1基本结构VDPNPN符号阳极阴极1.2半导体二极管1.二极管的分类:

根据制造二极管的半导体材料分为：硅、锗等；

根据二极管的结构分为：点接触、面接触等；

根据二极管的工作频率分为：低频、高频等；

根据二极管的功能分为：检波、整流、开关、变容、发光、光敏、触发及隧道二极管等；

根据二极管的功率特性分为：小功率、大功率二极管等；1.二极管的分类:根据制造二极管的半导体材料分为：硅阴极引线阳极引线二氧化硅保护层P型硅N型硅(

c

)平面型金属触丝阳极引线N型锗片阴极引线外壳(

a)

点接触型铝合金小球N型硅阳极引线PN结金锑合金底座阴极引线(

b)面接触型图1–12半导体二极管的结构和符号2.二极管的结构示意图：阴极阳极(

d

)

符号VD阴极引线阳极引线二氧化硅保护层P型硅N型硅(c)平面型(1)点接触型(2)面接触型

结面积小、结电容小、正向电流小。用于检波和变频等高频电路。

结面积大、正向电流大、结电容大，用于工频大电流整流电路。(3)平面型

用于集成电路制作工艺中。PN结结面积可大可小，用于大功率整流和开关电路中。3.二极管的结构特点和用途：(1)点接触型(2)面接触型结面积小、结电容小、正1.2.2伏安特性UIE+-正向偏置UIE+-反向偏置

既然二极管是由PN结构成的，它自然具有单向导电性。例如,某种硅二极管的电流~电压关系(伏安特性)如下图所示：1.2.2伏安特性UIE+-正向偏置UIE+-反向偏置硅管0.5V,锗管0.1V。反向击穿电压U(BR)导通压降

外加电压大于死区电压二极管才能导通。

外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。正向特性反向特性特点：非线性硅0.6~0.8V锗0.2~0.3VUI死区电压PN+–PN–+反向电流在

一定电压范

围内保持常

数。由电压零点分为正向区和反向区硅管0.5V,锗管0.1V。反向击穿电压U(BR)导通压降1.2.3二极管的主要参数1.

最大整流电流

IOM二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。2.

反向工作峰值电压URWM是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二极管反向击穿电压UBR的一半或三分之二。二极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。3.

反向峰值电流IRM

二极管的特性不仅可用伏安曲线表示，也可用一些数据进行说明,这些数据就是二极管的参数。一.二极管的主要参数：1.2.3二极管的主要参数1.最大整流电流IOM二二.二极管的单向导电性：1.二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负）时，二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较小，正向电流较大。UIE+-+RVDUI0指二极管加最高反向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，IRM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,锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。二.二极管的单向导电性：1.二极管加正向电压

2.二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正）时，二极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较大，反向电流很小。UIE+-+RDVUI03.

外加电压大于反向击穿电压，二极管被击穿，

失去单向导电性。反向击穿电压U(BR)2.二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接4.二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电流愈大。UIE+-+RDVUI0IR5.特例---理想二极管的特点：正向导通时正向管压降为零，相当于短路，反向截止时二极管电流为零，相当于断开。4.二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高UIE+-+定性判断二极管的工作状态导通截止否则，正向管压降硅0.6~0.7V锗0.2~0.3V

分析方法：将所有二极管断开，分析二极管两端电位的高低或所加电压UD的正负。若V阳

>V阴或UD为正(正向偏置)，二极管导通;若V阳

<V阴或UD为负(反向偏置)，二极管截止。

若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零，反向截止时二极管相当于断开。DV

含有二极管电路的分析方法:

UI01.2.4二极管应用举例定性判断二极管的工作状态导通截止否则，正向管压降硅0.6~0例1:

图示电路中，，二极管的正向压降可忽略不计，试画出输出电压、uD的波形。uDO解：正半周：负半周：二极管的应用范围很广,主要是利用它的单向导电性,它可用于整流、检波、限幅、元件保护等。整流作用ui

tO-ui

+导通；截止。例1:图示电路中，20V3.9kΩAY例2:求输出电压uy

。(1)0V0V(2)3V0Vui1ui2。.。。。Buyui2ui115V例:已知输入波形，画出

输出电压uy

的波形。20V3.9kΩAY例2:求输出电压uy。(1)例：如图由RC构成微分电路，当输入电压ui为矩形波时，试画出输出电压uo的波形。(设uc0=U0)

（例14.3.1）CRDRLuiuRuouotoUD的作用：除去正的尖脉冲。uitouRtoU解：0---t1时间:t1—t2时间:uR=-uc=-U例：如图由RC构成微分电路，当输入电压ui为矩形CRDRLD6V12V3k

BAUAB+–电路如图，求：UABV阳

=－6VV阴=－12VV阳>V阴，∴二极管导通,若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB=－6V否则，UAB低于－6V一个管压降，为－6.3Ｖ或－6.7V例3：

取B点作为参考点，先设二极管断开，分析二极管阳极和阴极的电位。

在这里，二极管起钳位作用。解：D6V12V3kBAUAB+–电路如图，求：UAB两个二极管的阴极接在一起取B点作参考点，先设二极管断开，分析二极管阳极和阴极的电位。V1阳

=－6V，V2阳=0V，V1阴

=V2阴=－12VUD1=6V，UD2=12V

∵

UD2>UD1

∴D2优先导通，D1截止。若忽略管压降，二极管可看作短路，UAB

=0V例4:D1承受反向电压为－6V流过D2

的电流为:求：UAB

在这里，D2起钳位作用，D1起隔离作用。解：BD16V12V3k

AD2UAB+–两个二极管的阴极接在一起V1阳=－6V，V2阳=0V，武汉理工大学电工学2课件chapter14C已知：二极管是理想的，试画出uo

波形。8V例5：二极管的用途：整流、检波、限幅、钳位、开关、元件保护、温度补偿等。ui18V参考点解：二极管阴极电位为8VD8VRuoui++––ui>8V，二极管导通，可看作短路uo=8VD的作用:单向限幅。ui<8V，二极管截止，可看作开路uo=ui双向限幅?已知：8V例5：二极管的用途：整流、检波、限幅、钳位、开关、电压波形如图所示，试画出与之对应的输出波形1.在图示电路中，已知D为理想二极管，

2.

画出与之对应的输出波形。8V电压波形如图所示，1.在图示电路中，已知D为理想二极管，已知：二极管是理想的，试画出uo

波形。25Vui10V5Vui10V已知：25Vui10V5Vui10V输出电压的最大值=?10V-10V6V16V-6V输出电压的最大值=?10V-10V6V16V-6Vui18V10V已知：二极管是理想的，试画出uo

波形。10V例5：ui18V参考点解：二极管阴极电位为10Vui

>10V，二极管导通，

D可看作短路，uo=10V

ui<10V，二极管截止，

D可看作开路，uo=ui引申：uo

波形?ui18V10V已知：10V例5：ui18V参考点解：二极管1.3稳压二极管1.稳压管的图形符号:UZ2.

伏安特性:

稳压管正常工作时加反向电压+-UIOVDZ正向特性同二极管

稳压管是一种特殊的面接触型二极管。它在电路中常用作稳定电压的作用，故称为稳压管。

稳压管的伏安特性曲线与普通二极管类似，只是反向曲线更陡一些。

稳压管反向击穿后，电流变化很大，但其两端电压变化很小，利用此特性，稳压管在电路中可起稳压作用。1.3稳压二极管1.稳压管的图形符号:U(V)0.400.8-8-4I(mA)204010-20-1030-12反向正向3.稳压管的使用：

稳压管工作于反向击穿区，常见电路如下:UiRUoRL

在电路中稳压管是反向联接的。当Ui大于稳压管的击穿电压时，稳压管被击穿，电流将增大，电阻R两端的电压增大，在一定的电流范围内稳压管两端的电压基本不变，输出电压U0等于Uz。限流使用时要加限流电阻U(V)0.400.8-8-4I(mA)204010-204.主要参数:(1)稳定电压UZ:

稳压管正常工作(反向击穿)时管子两端的电压。（其数值具有分散性）(2)电压温度系数

ｕ:

环境温度每变化1

C引起稳压值变化的百分数。

(说明稳压值受温度影响的参数。)如：稳压管2CW18的电压温度系数为0.095%/C,假如在20C时的稳压值为11V，当温度升高到50C时的稳压值将为:4.主要参数:(1)稳定电压UZ:(2)(3)稳定电流IZ:特别说明：稳压管的电压温度系数有正负之别。因此选用6V左右的稳压管，具有较好的温度稳定性。UIOI

正常工作的参考电流值。低于此值稳压效果差。在不超过额定功率的前提下，高于此值稳压效果好，即工作电流越大稳压效果越好。每一种型号的稳压管都规定有一个最大稳定电流IZM。IZIZM(3)稳定电流IZ:特别说明：稳压管的电压温度系数有正UZIZIZM

UZ

IZUIO稳定电流(4)动态电阻:(5)最大允许耗散功率：

稳压管两端电压和通过其电流的变化量之比。

稳压管的反向伏安特性曲线越陡，则动态电阻越小，稳压效果越好。保证稳压管不发生热击穿的最大功率损耗。PZM=UZ

IZM其值为稳定电压和允许的最大电流乘积：UZIZIZMUZIZUIO稳定电流(4)动态电阻(a)u0=6V限流电阻使用时要加限流电阻5.

稳压二极管的应用：若要求u0=12V若要求u0=6.3V(a)u0=6V限流电阻使用时要加限流电阻5.稳压二解：例1：

求通过稳压二极管的电流IZ=?,R是限流电阻,其值是否合适?IZ<IZM，电阻合适。解：例1：求通过稳压二极管的电流IZ=?,IZ

稳压二极管技术数据为：稳压值UZW=10V，Izmax=12mA，Izmin=2mA，负载电阻RL=2k

，输入电压Ui=12V，限流电阻R=200。问：①稳压管能否正常稳压？

②若负载电阻变化范围为1.5k~4k

，是否还能稳压？例2:RLUiUORDZIIzILUZ+++稳压二极管技术数据为：稳压值UUZW=10V

Ui=12VR=200Izmax=12mAIzmin=2mARL=2k

(1.5k~4k)IL=Uo/RL=UZ/RL=10/2=5（mA）I=（Ui-UZ）/R=（12-10）/0.2=10（mA）

IZ=I-IL=10-5=5（mA）RL=1.5k

,IL=10/1.5=6.7（mA）,IZ=10-6.7=3.3（mA）RL=4k

,IL=10/4=2.5（mA）,IZ=10-2.5=7.5（mA）负载变化,但IZ仍在12mA和2mA之间,所以稳压管仍能起稳压作用RLUiUORDZIIzILUZ+++已知：解①

：解②

：能正常稳压UZW=10VUi=12VIL=Uo/RL=UZ/．求下图所示各电路中的输出电压。（设硅稳压管的稳定电压分别为：，正向压降均为0.7V）例3:．求下图所示各电路中的输出电压。，正向压降均为0.7V1.4半导体晶体管

半导体三极管又叫晶体管，它是最重要的一种半导体器件，广泛应用于各种电子电路中。本节介绍晶体管的结构、特性及参数等内容。1.4半导体晶体管半导体三极管又叫晶体BECNNP基极发射极集电极NPN型PNP集电极基极发射极BCEPNP型1.4.1基本结构

晶体管最常见的结构有平面型和合金型两种。平面型都是硅管、合金型主要是锗管。它们都具有NPN或PNP的三层两结的结构，因而又有NPN和PNP两类晶体管。

其三层分别称为发射区、基区和集电区，并引出发射极(E)、基极(B)和集电极(C)三个电极。三层之间的两个PN结分别称为发射结和集电结。BECNNP基极发射极集电极NPN型PNP集电极基极发射极BBECNPN型三极管BECPNP型三极管1.三极管符号:NPNCBEPNPCBEBECNPN型三极管BECPNP型三极管1.三极管符号:BECNNP基极发射极集电极基区：较薄，掺杂浓度低集电区：面积较大发射区：

掺杂浓度较高2.结构特点：发射结集电结BECNNP基极发射极集电极基区：较薄，掺杂浓度低集电区：面NPN型和PNP型晶体管的工作原理相似。但是，考虑到硅管的稳定性较好，应用较多，制成集成电路也比较容易，所以本书讲解中均以NPN管为例来讲。1.4.2晶体管的电流放大原理

为了了解三极管的电流放大原理和电流的分配。我们来做一个实验，电路图如下所示：BECNNPEBRBECRCNPN型和PNP型晶体管的工作原理相似。但是，考

各电极电流测量数据:IB(mA)IC(mA)IE(mA)00.020.040.060.080.10<0.0010.701.502.303.103.95<0.0010.721.542.363.184.051.结论:1）三电极电流关系:IE=IB+IC(KCL)2）IC(或IE)比IB大得多，即:IC

IB

，

IC

IE

(如表中第三、四列数据)

较小的基极电流可产生较大的集电极电流，这种现象称为晶体管的电流放大作用，常用电流放大系数来表示。各电极电流测量数据:IB(mA)IC(mA)IE(mA)0定义：把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性称为晶体管的电流放大作用。电流放大系数为：3）电流放大作用还体现在IB的微小变化可以引起IC

的较大变化(第三列与第四列的电流增量比),

即：

IC

IB4）IB=0时，IC=IE=0.001(mA)这个电流叫穿透电流。用ICEO表示。

要使晶体管起放大作用，发射结必须正向偏置、集电结必须反向偏置。定义：把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化2.三极管放大的外部条件:发射结正偏、集电结反偏。从电位的角度看：

NPN

发射结正偏VB>VE

集电结反偏VC>VB

BECNNPEBRBECRCEC>EB2.三极管放大的外部条件:发射结正偏、集电结反偏。从电位同理，

PNP型三极管放大的外部条件:发射结正偏、集电结反偏PNP发射结正偏VB<VE集电结反偏VC<VBBECPPNEBRBECRC注意:EB、EC反向了!同理，PNP型三极管放大的外部条件:发射结正偏、集电结反偏EEEEEEBCCCCCCBBBBBPNP---GeNPN---SiNPN---SiPNP---SiPNP---GeNPN---Ge结论：电位中间值的是“基极”；UBE=0.2~0.3的是锗管；UBE=0.6~0.7的是硅管；UBE>0;或者：UE<UB<UC的是NPN管；UBE<0;或者：UE>UB>UC的是PNP管。EEEEEEBCCCCCCBBBBBPNP---GeNPN-3.三极管内部载流子的运动规律:BECNNPEBRBECIE1（1）发射区向基区扩散电子：

发射结处于正向偏置，掺杂浓度较高的发射区向基区进行多子（电子）扩散。形成发射极电流IE1。

同时基区的空穴也向发射区的扩散，形成电流IE2。（可忽略）即：发射极上的电流IE

可近似认为是发射区的电子形成的电流。IE23.三极管内部载流子的运动规律:BECNNPEBRBECIBECNNPEBRBECIEIBE（2）电子在基区的扩散和复合：

从发射区扩散到基区的电子开始时均堆集在基区靠近E结的一边，这样形成B区两边的电子浓度差，所以，在B区也产生电子的扩散---电子由靠近E结的一边向C结扩散。由于扩散，在基区出现两种现象，①大量电子继续向B区扩散，②自由电子在B区扩散的过程中与基区的多子（空穴）相遇而产生复合。如果继续复合下去，B区的空穴是否越来越少？IE2形成电流IBE≈IBBECNNPEBRBECIEIBE（2）电子在基区的扩散和复BECNNPEBRBECIE1IBEICEICBO（3）集电区收集扩散电子∵C结加反向电压,∴C结的外电场与内电场的方向一致,

F内>F扩

扩散运动难以进行,漂移运动得到加强。

集电结为反向偏置使内电场增强，对从基区扩散进入集电结的电子具有加速作用而把电子收集到集电区，形成集电极电流(ICEIC)。

另外，∵集电结反偏，C区的少子（空穴）将产生漂移，形成反向电流ICBO。IE2BECNNPEBRBECIE1IBEICEICBO（3）集综上所述三极管内部载流子的运动过程为:BECNNPEBRBECIEIBEICEICBO

基区空穴向发射区的扩散可忽略。

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。

进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IBE，多数扩散到集电结。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ICE。

集电结反偏，有少子产生漂移，形成反向电流ICBO。综上所述三极管内部载流子的运动过程为:BECNNPEBRB（4）三极管内部电流的定量分析：IC=ICE+ICBO

ICEICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEICBOIB=IBE-ICBO

IBE

定义：ICE与IBE之比称为共发射极电流放大倍数。集－射极穿透电流,温度

ICEO

(常用公式)若IB=0,则

IC

ICEO（4）三极管内部电流的定量分析：IC=ICE+ICB1.4.3

特性曲线

晶体管的特性曲线是表示一只晶体管各电极电压与电流之间关系的曲线。是应用晶体管和分析放大电路的重要依据。

最常用的是共发射极接法的输入特性曲线和输出特性曲线（重点讨论），这些特性曲线可由实验测绘，也可通过晶体管特性测试仪给出。特性曲线的测量电路如下图所示：1.4.3特性曲线晶体管的特性曲线是表示一发射极是输入回路、输出回路的公共端。共发射极电路输入回路输出回路

测量晶体管特性的实验线路：ICEBmA

AVUCEUBERBIBECV++––––++发射极是输入回路、输出回路的公共端。共发射极电路输入回路1.

输入特性：特点:非线性死区电压：硅管0.5V，锗管0.1V。正常工作时发射结电压：

NPN型硅管

UBE0.6~0.7VPNP型锗管

UBE0.2~0.3VIB(

A)UBE(V)204060800.40.8UCE1VOBEC

输入特性曲线是指当UCE为常数时的

IB与UBE之间的关系曲线。1.输入特性：特点:非线性死区电压：硅管0.5V，锗管0.2.输出特性

输出特性曲线是在IB为常数时，IC与UCE之间的关系曲线。在不同的IB下，可得到不同的曲线，即晶体管的输出特性曲线是一组曲线(见下图)。

当IB一定时，UCE超过约1V以后就将形成IC，当UCE继续增加时，IC的增加将不再明显。这是晶体管的恒流特性。

当IB增加时，相应的IC也增加，曲线上移，而且IC比IB增加得更明显。这是晶体管的电流放大作用。2.输出特性输出特性曲线是在IB为常数时，ICIB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O放大区输出特性曲线通常分三个工作区：放大区、截止区、饱和区(1)放大区

在放大区有IC=

IB

，也称为线性区，具有恒流特性。

在放大区，发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，晶体管工作于放大状态。特性曲线进于水平的区域。IB=020A40A60A80A100A36IC(IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)912O（2）截止区IB<0以下区域为截止区，有IC0

。

在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反向偏置，晶体管工作于截止状态。饱和区截止区（3）饱和区

当UCE

UBE时，晶体管工作于饱和状态。在饱和区，

IB

IC，IB的变化对IC影响较小，失去放大作用。发射结处于正向偏置，集电结也处于正偏。

深度饱和时，硅管UCES0.3V，

锗管UCES0.1V。IB=020A40A60A80A100A36IC(

从上分析可知：当晶体管饱和导通时，UCE

0，发射极与集电极之间如同一个开关的接通，其间电阻很小；当晶体管截止时，IC=0，发射极与集电极之间如同一个开关的断开，其间电阻很大。可见晶体管除了有电流放大作用外，还有开关作用。例（14.5.1）自学~-从上分析可知：当晶体管饱和导通时，UCE例（14.5.1）自学6V3VUi=3V:Ui=1V:Ui=-1V:例（14.5.1）自学6V3VUi=3V:Ui=1V:Ui=1.4.4

主要参数1.电流放大倍数、：（1）直流电流放大倍数：当晶体管接成共发射极电路时，

表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数。

晶体管的特性不仅可用特性曲线表示，还可用一些数据进行说明，即晶体管参数。它是设计电路和选用器件的依据。

当晶体管接成共发射极时，静态(直流)时的IC与IB的比值称为共发射极静态(直流)放大系数：1.4.4主要参数1.电流放大倍数、：（1）直流电（2）交流电流放大倍数：（3）说明：

当晶体管工作在动态时，电流增量ΔIC与ΔIB的比值称为动态(交流)放大系数：

静态电流放大系数和动态电流放大系数的意义不同，但大多数情况下近似相等，可以借用进行定量估算。

晶体管的输出特性曲线是非线性的，只有在曲线的等距平直部分才有较好的线性关系，IC与IB成正比，

β也可认为是基本恒定的。由于制造工艺的原因，晶体管的参数具有一定的离散性，即使是同一型号的晶体管，也不可能具有完全相同的参数。常用晶体管的β值在20

~200之间。近年来由于生产工艺的提高，β值在100~

300之间的晶体管也具有很好的特性。（2）交流电流放大倍数：（3）说明：当晶体管工作在动在以后的计算中，一般作近似处理：

=。IB=020A40A60A80A100A36IC(mA)1234UCE(V)9120Q1Q2解：在Q1点，有：由Q1和Q2点，得：例：图中

UCE=6V,已知:在Q1点

IB=40A,

IC=1.5mA；在Q2点

IB=60A,IC=2.3mA。求Q1的、由Q1点与Q2点求。在以后的计算中，一般作近似处理：=。IB=020A2.集-基极反向截止电流ICBOICBO

A+–ECICBO是当发射极开路时，C-B间PN结反向偏置的截止电流。ICBO是由少数载流子的漂移运动所形成的电流，受温度的影响大。温度

ICBO

在室温下：锗管的ICBO约为10A数量级，硅管的ICBO在1A以下数量级。C结反偏ICBO越小越好，硅管的温度稳定性比锗管要好。2.集-基极反向截