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1、第三讲三极管本讲稿第一页，共三十一页半导体二极管半导体二极管 将将PN结用外壳封装起来，并加上电极引线就构成了半导体二极结用外壳封装起来，并加上电极引线就构成了半导体二极管。由管。由P区引出的电极为阳极，由区引出的电极为阳极，由N区引出的电极为阴极。区引出的电极为阴极。图形符号图形符号文字符号文字符号 D内容回顾内容回顾本讲稿第二页，共三十一页二极管的伏安特性二极管的伏安特性开启电压：使二极管开始导通的开启电压：使二极管开始导通的临界电压临界电压Si :0.5VGe:0.1V导通压降：导通压降：Si :0.60.8V 一般取一般取0.7VGe:0.10.3V 一般取一般取0.2V内容回顾内容回
2、顾本讲稿第三页，共三十一页二极管的等效电路二极管的等效电路一、由伏安特性折线化得到的等效电路一、由伏安特性折线化得到的等效电路 在近似分析中，三个等效电路中图（在近似分析中，三个等效电路中图（a）误差最大，图）误差最大，图（c）误差最小，一般情况下多采用图（）误差最小，一般情况下多采用图（b）所示电路。）所示电路。内容回顾内容回顾本讲稿第四页，共三十一页P69 1.2 电电路路如如图图所所示示，已已知知ui10sint(v)，试试画画出出ui与与uO的波形。设二极管正向导通电压可忽略不计。的波形。设二极管正向导通电压可忽略不计。本讲稿第五页，共三十一页1.2.5 稳压二极管稳压二极管 稳压二极
3、管的伏安特性及主要参数稳压二极管的伏安特性及主要参数主要参数：主要参数：稳定电压稳定电压UZ稳定电流稳定电流IZ额定功耗额定功耗PZM动态电阻动态电阻rz=UZ/IZ温度系数温度系数=UZ/T稳压区：稳压区：IZIDZIZM本讲稿第六页，共三十一页本讲稿第七页，共三十一页P67-68 四四、已已知知稳稳压压管管的的稳稳压压值值UZ6V，稳稳定定电电流流的的最最小小值值IZmin5mA。求求图图示示电电路路中中UO1和和UO2各各为为多多少少伏。伏。UO16V，UO25V。1）假设稳压管在稳压区，求其电流假设稳压管在稳压区，求其电流IDz2）若）若IDz在在IZ和和IZM之间，则假设正确，之间，
4、则假设正确，Uo=Uz,若若IDz小于小于IZ，则稳压管未击穿，则稳压管未击穿，Uo按按R和和RL分压计算，分压计算，若若IDz大于大于IZM，则稳压管过流烧毁。，则稳压管过流烧毁。步骤：步骤：本讲稿第八页，共三十一页 掌握二极管的单向导电性掌握二极管的单向导电性 小结：小结：稳压管的稳压作用稳压管的稳压作用本讲稿第九页，共三十一页1.3 晶体三极管晶体三极管晶体三极管又称双极型晶体管，半导体三极管等。晶体三极管又称双极型晶体管，半导体三极管等。本讲稿第十页，共三十一页1.3.1 晶体管的结构及类型晶体管的结构及类型 根据不同的掺杂方式在同一个硅片上制造出三个掺杂区域，根据不同的掺杂方式在同一
5、个硅片上制造出三个掺杂区域，并形成两个并形成两个PN结，就构成了晶体管。结，就构成了晶体管。结构特点：结构特点：基区很薄且杂质浓度很低；基区很薄且杂质浓度很低；发射区掺杂浓度高；发射区掺杂浓度高；集电区面积很大。集电区面积很大。本讲稿第十一页，共三十一页1.3.2 晶体管的电流放大作用晶体管的电流放大作用 晶体管工作在放大状态的外部条件是晶体管工作在放大状态的外部条件是发射结正向偏置且集电结发射结正向偏置且集电结反向偏置。反向偏置。晶体管的放大作用表现为小的基极电流可以控制大的集电晶体管的放大作用表现为小的基极电流可以控制大的集电极电流。极电流。输入回路输入回路输输出出回回路路共射放大电路共射
6、放大电路本讲稿第十二页，共三十一页一、晶体管内部载流子的运动一、晶体管内部载流子的运动1.发射结加正向电压，扩发射结加正向电压，扩散运动形成发射极电流散运动形成发射极电流IE2.扩散到基区的自由电子与空扩散到基区的自由电子与空穴的复合运动形成基极电流穴的复合运动形成基极电流IB3.集电结加反向电压，漂集电结加反向电压，漂移运动形成集电极电流移运动形成集电极电流IC本讲稿第十三页，共三十一页二、晶体管的电流分配关系二、晶体管的电流分配关系本讲稿第十四页，共三十一页三、晶体管的共射电流放大系数三、晶体管的共射电流放大系数共射直流电流放大系数共射直流电流放大系数一般情况下，一般情况下，IBICBO,
7、1本讲稿第十五页，共三十一页共射交流电流放大系数共射交流电流放大系数在近似分析中在近似分析中,不对二者加以区分不对二者加以区分共基直流电流放大系数共基直流电流放大系数共基交流电流放大系数共基交流电流放大系数本讲稿第十六页，共三十一页1.3.3 晶体管的共射特性曲线晶体管的共射特性曲线一、输入特性曲线一、输入特性曲线 输入特性曲线描述了在管压降一定的情况下，基极电流与发射结压输入特性曲线描述了在管压降一定的情况下，基极电流与发射结压降之间的函数关系。降之间的函数关系。本讲稿第十七页，共三十一页二、输出特性曲线二、输出特性曲线 输出特性曲线描述基极电流为一常量时，集电极电流与管压降之输出特性曲线描
8、述基极电流为一常量时，集电极电流与管压降之间的函数关系。间的函数关系。1.截止区截止区 发射结电压小于开启电压，集电结反偏。发射结电压小于开启电压，集电结反偏。电压关系：电压关系：电流关系：电流关系：本讲稿第十八页，共三十一页2.放大区放大区 发射结正偏，集电结反偏。发射结正偏，集电结反偏。电压关系：电压关系：电流关系：电流关系：本讲稿第十九页，共三十一页3.饱和区饱和区 发射结正偏，集电结正偏。发射结正偏，集电结正偏。电压关系：电压关系：电流关系：电流关系：本讲稿第二十页，共三十一页 对于小功率管，可以认为当对于小功率管，可以认为当uCE=uBE，即，即uCB=0时，晶时，晶体管处于临界状态
9、，即临界饱和或临界放大状态。体管处于临界状态，即临界饱和或临界放大状态。在模拟电路中，绝在模拟电路中，绝大多数情况下应保证晶大多数情况下应保证晶体管工作在放大状态。体管工作在放大状态。在数字电路中，晶在数字电路中，晶体管工作在截止状态或体管工作在截止状态或饱和状态。饱和状态。本讲稿第二十一页，共三十一页 直流参数直流参数：、ICBO、ICEOc-e间击穿电压间击穿电压最大集电最大集电极电流极电流最大集电极耗散功率，最大集电极耗散功率，PCMiCuCE安全工作区安全工作区 交流参数：交流参数：、fT（使1的信号频率）极限参数极限参数：ICM、PCM、U（BR）CEO1.3.4 晶体管的主要参数晶
10、体管的主要参数本讲稿第二十二页，共三十一页1.3.5 温度对晶体管特性及参数的影响温度对晶体管特性及参数的影响一、温度对一、温度对ICBO的影响的影响温度升高时，温度升高时，ICBO增大，温度每升高增大，温度每升高10C，ICBO增加一倍。增加一倍。二、温度对输入特性的影响二、温度对输入特性的影响 温度每升高温度每升高1C,正向压降减小正向压降减小22.5mV。本讲稿第二十三页，共三十一页三、温度对输出特性的影响三、温度对输出特性的影响温度升高，温度升高，iC明显增大。明显增大。本讲稿第二十四页，共三十一页例例1 现已测得某电路中几只现已测得某电路中几只NPN晶体管三个极的直流电位如下，晶体管
11、三个极的直流电位如下，各晶体管开启电压均为各晶体管开启电压均为0.5V。试判断各管的工作状态。试判断各管的工作状态。放大放大放大放大饱和饱和截止截止放大区：发射结正向偏置，集电结反向偏置。放大区：发射结正向偏置，集电结反向偏置。饱和区：发射结和集电结均正向偏置。饱和区：发射结和集电结均正向偏置。截止区：发射结电压小于开启电压，集电结截止区：发射结电压小于开启电压，集电结 反反向偏置。向偏置。本讲稿第二十五页，共三十一页P70 1.8 现现测测得得放放大大电电路路中中两两只只管管子子两两个个电电极极的的电电流流如如图图所所示示。分分别别求求另另一一电电极极的的电电流流，标标出出其其实实际际方方向
12、向，并并在在圆圆圈圈中中画画出出管管子。子。本讲稿第二十六页，共三十一页P70-71 1.9 测测得得放放大大电电路路中中六六只只晶晶体体管管的的直直流流电电位位如如图图所所示示。在在圆圈中画出管子，并分别说明它们是硅管还是锗管。圆圈中画出管子，并分别说明它们是硅管还是锗管。本讲稿第二十七页，共三十一页三极管均处于放大状态(1)找出相差0.2V或0.7V的两个极，为基极和发射极；并确定三极管为硅管还是锗管。(2)根据第三极是最高还是最低确定为NPN型还是PNP型。(3)正确画出三极管。硅管ube=0.7V锗管ueb=0.2V本讲稿第二十八页，共三十一页 1、掌握三极管的电流分配关系。、掌握三极管的电流分配关系。2、掌握三极管的外特性曲线。、掌握三极管的外特性曲线。3、掌握三极管三种工作状态的、掌握三极管三种工作状态的 电压和电流关系及工作状态的判别。电压和电流关系及工作状态的判别。小结：小结：本讲稿第二十九页，共三十一页 重点掌握二极管、三极管的外特性。重点掌握二极管、三极管的外特性。即即 二极管的单向导电性；二极管的单向导电性；三极管的电流放大作用，三个工作区的条三极管的电流放大作用，三个工作区的条件及特点。件及特点。本章小结：本章小结：本讲稿第三十页，共三十一页作业：作业：p69-71 1.3 1.9本讲稿第三十一页，共三十一页