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1、下一页 返回 上一页 退出 章目录第14章 二极管和晶体管14.3 14.3 半导体二极管半导体二极管14.4 14.4 稳压二极管稳压二极管14.5 14.5 半导体三极管半导体三极管14.2 PN14.2 PN结结14.1 14.1 半导体的导电特性半导体的导电特性14.6 14.6 光电器件光电器件下一页 返回 上一页 退出 章目录 本章要求：本章要求：1.1.理解理解PNPN结的单向导电性，三极管的电流分配和结的单向导电性，三极管的电流分配和 电流放大作用；电流放大作用；2.2.了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工了解二极管、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
2、参数的意义；作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；3.3.会分析含有二极管的电路。会分析含有二极管的电路。第14章 二极管和晶体管下一页 返回 上一页 退出 章目录 学会用工程观点分析问题，就是根据实际情况，学会用工程观点分析问题，就是根据实际情况，对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近对器件的数学模型和电路的工作条件进行合理的近似，以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结似，以便用简便的分析方法获得具有实际意义的结果。果。对电路进行分析计算时，只要能满足技术指标，对电路进行分析计算时，只要能满足技术指标，就不要过分追究精确的数值。就不要过分追究精确的数值。器件是非线性的、特性有分散性、
3、器件是非线性的、特性有分散性、RC RC 的值有误差、的值有误差、工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。工程上允许一定的误差、采用合理估算的方法。对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标和对于元器件，重点放在特性、参数、技术指标和正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器正确使用方法，不要过分追究其内部机理。讨论器件的目的在于应用。件的目的在于应用。下一页 返回 上一页 退出 章目录一、什么是半导体 半导体是导电能力在导体与绝缘体之间的物质（典型物质：硅 Si）硅谷:美国西海岸加利福尼亚州的圣他克拉克县 14.1 半导体的导电特性下一页 返回 上一页 退出 章目录14.1 半导体的导电特
4、性二、半导体的导电特性：二、半导体的导电特性：(可做成温度敏感元件，如热敏电阻可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。掺杂性掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电 能力明显改变能力明显改变(可做成各种不同用途的半导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）。体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）。光敏性：光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化当受到光照时，导电能力明显变化(可做可做 成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极 管、光敏三极管等管、光敏三极管等)。热敏性：热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强当环
5、境温度升高时，导电能力显著增强下一页 返回 上一页 退出 章目录14.1.1 本征半导体11、概念：、概念：完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。导体。晶体中原子的排列方式 晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构 硅单晶中的共价健结构共价健共价键中的两个电子，称为共价键中的两个电子，称为价电子价电子。Si Si Si Si价电子2、结构：四面体结构下一页 返回 上一页 退出 章目录 Si Si Si Si价电子 价电子在获得一定能量价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，即可挣脱原子核的
6、束缚，成为成为自由电子自由电子（带负电），（带负电），同时共价键中留下一个空同时共价键中留下一个空位，称为位，称为空穴空穴（带正电）（带正电）。本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理这一现象称为本征激发。空穴 温度愈高，晶体中产温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多。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）。于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。下一页 返回 上一页 退出 章目录本征半导体的导电机理本征
7、半导体的导电机理 当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现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两部分电流(1)(1)自由电子作定向运动自由电子作定向运动 电子电流电子电流(2)(2)价电子递补空穴价电子递补空穴 空穴电流空穴电流注意：注意：(1)(1)本征半导体中载流子数目极少本征半导体中载流子数目极少,其导电性能很差；其导电性能很差；(2)(2)温度愈高，温度愈高，载流子的数目愈多载流子的数目愈多,半导体的导电性能半导体的导电性能也就愈好。也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。所以，温度对半导体器件性能影响很大。自由电子和自由电子和空穴都称为载流子。空穴都称为载流子
8、。自由电子和自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合。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，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。半导体中载流子便维持一定的数目。下一页 返回 上一页 退出 章目录14.1.2 N型半导体和 P 型半导体 掺杂后自由电子数目掺杂后自由电子数目大量增加，自由电子导电大量增加，自由电子导电成为这种半导体的主要导成为这种半导体的主要导电方式，称为电子半导体电方式，称为电子半导体或或NN型半导体。型半导体。掺入五价元素掺入五价元素 Si Si Si Sip+多余电子磷原子在常温下即可变为
9、自由电子失去一个电子变为正离子 在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）,形成杂质半导体。形成杂质半导体。在在NN 型半导体中型半导体中自由电子是自由电子是多数载流子，空穴是少数载流多数载流子，空穴是少数载流子。子。下一页 返回 上一页 退出 章目录14.1.2 N型半导体和 P 型半导体 掺杂后空穴数目大量掺杂后空穴数目大量增加，空穴导电成为这增加，空穴导电成为这种半导体的主要导电方种半导体的主要导电方式，称为空穴半导体或式，称为空穴半导体或 PP型半导体。型半导体。掺入三价元素掺入三价元素 Si Si Si Si 在在 P P 型半导体中型半导体中空
10、穴是多空穴是多数载流子，自由电子是少数载数载流子，自由电子是少数载流子。流子。B硼原子接受一个接受一个电子变为电子变为负离子负离子空穴无论无论NN型或型或PP型半导体都是中性的，对外不显电性。型半导体都是中性的，对外不显电性。下一页 返回 上一页 退出 章目录 1.1.在杂质半导体中多子的数量与在杂质半导体中多子的数量与（a.a.掺杂浓度、掺杂浓度、b.b.温度）有关。温度）有关。2.2.在杂质半导体中少子的数量与在杂质半导体中少子的数量与（a.a.掺杂浓度、掺杂浓度、b.b.温度）有关。温度）有关。3.3.当温度升高时，少子的数量当温度升高时，少子的数量（a.a.减少、减少、b.b.不变、不
11、变、c.c.增多）。增多）。aabbcc 4.4.在外加电压的作用下，在外加电压的作用下，P P 型半导体中的电流型半导体中的电流主要是主要是，N N 型半导体中的电流主要是型半导体中的电流主要是。（a.a.电子电流、电子电流、b.b.空穴电流）空穴电流）bbaa课本：练习与思考14.1.3下一页 返回 上一页 退出 章目录14.2 PN结14.2.1 PN结的形成多子的扩散运动内电场少子的漂移运动浓度差P P 型半导体 型半导体 N N 型半导体 型半导体 内电场越强，漂移运 内电场越强，漂移运动越强，而漂移使空间 动越强，而漂移使空间电荷区变薄。电荷区变薄。扩散的结果使空间电荷区变宽。空间
12、电荷区也称 PN 结 扩散和漂移 扩散和漂移这一对相反的 这一对相反的运动最终达到 运动最终达到动态平衡，空 动态平衡，空间电荷区的厚 间电荷区的厚度固定不变。度固定不变。+形成空间电荷区下一页 返回 上一页 退出 章目录14.2.2 PN结的单向导电性 1.PN 1.PN 结加正向电压结加正向电压（正向偏置）（正向偏置）PN 结变窄 P接正、N接负 外电场IF 内电场被内电场被削弱，多子削弱，多子的扩散加强，的扩散加强，形成较大的形成较大的扩散电流。扩散电流。PN PN 结加正向电压时，结加正向电压时，PNPN结变窄，正向电流较结变窄，正向电流较大，正向电阻较小，大，正向电阻较小，PNPN结
13、处于导通状态。结处于导通状态。内电场PN+下一页 返回 上一页 退出 章目录2.PN 2.PN 结加反向电压结加反向电压（反向偏置）（反向偏置）外电场 外电场 P P接负、接负、NN接正接正 内电场 内电场P P N N+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。温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。PN PN 结加反向电压时，结加反向电压时，反向电流较小，反向电阻较反向电流较小，反向电阻较大，大，PNPN结处于截止状态。结处于截止状态。下一页 返回 上一页 退出 章目录14.3 半导体二极管14.3.1 基本结构
14、(a)(a)点接触型点接触型(b)(b)面接触型面接触型 结面积小、结面积小、结电容小、正结电容小、正向电流小。用向电流小。用于检波和变频于检波和变频等高频电路。等高频电路。结面积大、结面积大、正向电流大、正向电流大、结电容大，用结电容大，用于工频大电流于工频大电流整流电路。整流电路。(c)(c)平面型平面型 用于集成电路制作工艺中。用于集成电路制作工艺中。PNPN结结面积可大可小，结结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。用于高频整流和开关电路中。下一页 返回 上一页 退出 章目录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
15、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 14.3 半导体二极管二极管的结构示意图二极管的结构示意图阴极 阳极(d)符号D下一页 返回 上一页 退出 章目录14.3.2 伏安特性硅管硅管0.5V0.5V锗管锗管0.1V0.1V反向击穿电压U(BR)导通压降导通压降 外加电压大于死区外加电压大于死区电压二极管才能导通。电压二极管才能导通。外加电压大于反向击外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。失去单向导电性。正向特性正向特性反向特性特点：非线性特点：非线性硅硅00.60.8V.60.8V锗锗00.20.3
16、V.20.3VUI死区电压死区电压PN+PN+反向电流反向电流在一定电压在一定电压范围内保持范围内保持常数。常数。下一页 返回 上一页 退出 章目录14.3.3 主要参数1.1.最大整流电流最大整流电流 IIOMOM 二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。平均电流。2.2.反向工作峰值电压反向工作峰值电压UURWMRWM 是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，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一般是二极管反向击穿电压UUBRBR的一半或三分之二。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
17、烧坏。二极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。3.3.反向峰值电流反向峰值电流IIRMRM 指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反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，向电流大，说明管子的单向导电性差，IIRMRM受温度的受温度的影响，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。锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。下一页 返回 上一页 退出 章目录 要求：最大整流电流、反向工作峰值电压、反向峰值电流三个量标注于二极管的伏安特性曲线上下一页 返回 上一页 退
18、出 章目录二极管的单向导电性 1.1.二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负接负）时，）时，二极管处于正向导通状态，二极管正向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。电阻较小，正向电流较大。2.2.二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正接正）时，）时，二极管处于反向截止状态，二极管反向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。电阻较大，反向电流很小。3.3.外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失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。去单向导电性
19、。4.4.二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电流愈大。向电流愈大。下一页 返回 上一页 退出 章目录 二极管电路分析举例二极管电路分析举例 定性分析：判断二极管的工作状态导通截止否则，正向管压降否则，正向管压降硅硅00.60.7V.60.7V锗锗00.20.3V.20.3V 分析方法：分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位将二极管断开，分析二极管两端电位的高低或所加电压的高低或所加电压UUDD的正负。的正负。若若 V V阳阳 V V阴阴或或 UUDD为正为正(正向偏置正向偏置)，二极管导通，二极管导通若若 V V阳阳 V V阴阴或或 UUDD
20、为负为负(反向偏置反向偏置)，二极管截止，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，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。反向截止时二极管相当于断开。下一页 返回 上一页 退出 章目录电路如图，求：电路如图，求：UUABAB V V阳阳=6 V 6 V VV阴阴=12 V12 V V V阳阳VV阴阴 二极管导通二极管导通若忽略管压降，二极管可看作短路，若忽略管压降，二极管可看作短路，UUABAB=6V 6V否则，否则，UUABAB低于低于6V6V一个管压降，为一个管压降，为6.36.3或或6.7V6.7V例1：取取 B B 点作参考点，点作参考点，断开二极管，分析
21、二断开二极管，分析二极管阳极和阴极的电极管阳极和阴极的电位。位。在这里，二极管起钳位作用。在这里，二极管起钳位作用。D6V12V3k BAUAB+下一页 返回 上一页 退出 章目录两个二极管的阴极接在一起两个二极管的阴极接在一起取取 B B 点作参考点，断开二极点作参考点，断开二极管，分析二极管阳极和阴极管，分析二极管阳极和阴极的电位。的电位。VV11阳阳=6 V6 V，VV22阳阳=0 V=0 V，VV11阴阴=VV22阴阴=12 V12 VUUD1D1=6V=6V，UUD2D2=12V=12V UUD2D2 UUD1D1 DD2 2 优先导通，优先导通，DD11截止。截止。若忽略管压降，二
22、极管可看作短路，若忽略管压降，二极管可看作短路，UUABAB=0 V=0 V例2:DD11承受反向电压为承受反向电压为6 V6 V流过流过 D D22 的电流为的电流为求：求：UUABAB 在这里，在这里，DD2 2 起起钳位作用，钳位作用，DD11起起隔离作用。隔离作用。BD16V12V3k AD2UAB+下一页 返回 上一页 退出 章目录uuii 8V 8V，二极管导通，可看作短路，二极管导通，可看作短路 uuoo=8V=8V uuii 8V 8V，二极管截止，可看作开路，二极管截止，可看作开路 uuoo=uuii已知：已知：二极管是理想的，试画出二极管是理想的，试画出 uuoo 波形。波
23、形。8V8V例例33：二极管的用途：二极管的用途：整流、检波、整流、检波、限幅、钳位、开限幅、钳位、开关、元件保护、关、元件保护、温度补偿等。温度补偿等。uuii18V18V参考点参考点二极管阴极电位为二极管阴极电位为 8 V 8 VD D8V 8VR Ru uo o u ui i+下一页 返回 上一页 退出 章目录 课本例题：例14.3.1 练习与思考 14.3.1，14.3.2，14.3.3，14.3.4，14.3.5下一页 返回 上一页 退出 章目录14.4 稳压二极管1.1.符号符号 UZIZIZM UZ IZ2.2.伏安特性伏安特性 稳压管正常工作稳压管正常工作时加反向电压时加反向电
24、压使用时要加限流电阻使用时要加限流电阻 稳压管反向击穿后，稳压管反向击穿后，电流变化很大，但其电流变化很大，但其两端电压变化很小，两端电压变化很小，利用此特性，稳压管利用此特性，稳压管在电路中可起稳压作在电路中可起稳压作用。用。_+UIO下一页 返回 上一页 退出 章目录3.3.主要参数主要参数(1)(1)稳定电压稳定电压UUZ Z 稳压管正常工作稳压管正常工作(反向击穿反向击穿)时管子两端的电压。时管子两端的电压。(2)(2)电压温度系数电压温度系数环境温度每变化环境温度每变化11CC引起引起稳压值变化的稳压值变化的百分数百分数。(注注)(3)(3)动态电阻动态电阻*(4)*(4)稳定电流稳
25、定电流 IIZ Z、最大稳定电流、最大稳定电流 IIZMZM(5)(5)最大允许耗散功率最大允许耗散功率 PPZM ZM=UUZ Z IIZMZMrZ愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。下一页 返回 上一页 退出 章目录 例题14.4.1 练习与思考14.4.1 14.4.2下一页 返回 上一页 退出 章目录14.5 半导体三极管14.5.1 基本结构晶体管的结构(a)平面型；(b)合金型BEP型硅N型硅二氧化碳保护膜铟球N型锗N型硅CBECPP铟球(a)(b)下一页 返回 上一页 退出 章目录14.5 半导体三极管晶体管的结构示意图和表示符号晶体管的结构示意图和表示符
26、号(a)NPN(a)NPN型晶体管；型晶体管；(a)NNCEBPCETBIBIEIC(b)BECPPNETCBIBIEIC(b)PNP(b)PNP型晶体管 型晶体管CE发射区 发射区集电区 集电区 基区 基区集电结 集电结 发射结 发射结N NP基极 基极发射极 发射极集电极 集电极BCE发射区 发射区集电区 集电区 基区 基区P发射结 发射结P集电结 集电结N集电极 集电极 发射极 发射极基极 基极B下一页 返回 上一页 退出 章目录基区：最薄，基区：最薄，掺杂浓度最低掺杂浓度最低发射区：掺发射区：掺杂浓度最高杂浓度最高发射结发射结集电结集电结BBEECCNNNNPP基极基极发射极发射极集电
27、极集电极结构特点：结构特点：集电区：集电区：面积最大面积最大下一页 返回 上一页 退出 章目录14.5.2 电流分配和放大原理1.1.三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件B BEC CN NN NP P发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏 PNP PNP发射结正偏发射结正偏 VVBBVVEE集电结反偏集电结反偏 VVCCVVEE集电结反偏集电结反偏 VVCCVVBB EBRBE EC CRC下一页 返回 上一页 退出 章目录晶体管电流放大的实验电路 设设 EECC=6 6 VV，改改变变可可变变电电阻阻 RRBB,则则基基极极电电流流 IIBB、集集电电极极电电流流 IIC C 和
28、和发发射射极极电电流流 IIE E 都都发发生生变变化化，测测量量结结果如下表：果如下表：2.2.各电极电流关系及电流放大作用各电极电流关系及电流放大作用mAAVVmAICECIBIERB+UBE+UCEEBCEB3DG100下一页 返回 上一页 退出 章目录晶体管电流测量数据晶体管电流测量数据IIBB(mA)(mA)IICC(mA)(mA)IIEE(mA)(mA)000.020.020.040.040.060.060.080.080.100.100.001 0.001 0.700.701.501.50 2.302.303.103.103.953.950.001 0.001 0.720.721
29、.541.542.362.363.183.184.054.05结论 结论:(1)(1)IIEE=IIBB+IIC C 符合基尔霍夫定律(2)(2)IICC IIBB，IICC IIEE I ICC/IIB B 比较大，且基本不变比较大，且基本不变 把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大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。变化的特性称为晶体管的电流放大作用。实质实质:用一个微小电流的变化去控制一个较大电流用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的变化，是的变化，是CCCSCCCS器件器件。下一页 返回 上一页 退出 章目录+UBE ICIEIB CT
30、E B+UCE(a)NPN 型晶体管；+UBE IBIEIC CT EB+UCE电流方向和发射结与集电结的极性(3)(3)要使晶体管起放大作用，发射结必须正向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。偏置，集电结必须反向偏置。(b)PNP 型晶体管下一页 返回 上一页 退出 章目录33.三极管内部载流子的运动规律三极管内部载流子的运动规律BECNNPEBRBECIEIBEICEICBO 基区空穴向 基区空穴向发射区的扩散 发射区的扩散可忽略。可忽略。发射结正偏，发射结正偏，发射区电子不断 发射区电子不断向基区扩散，形 向基区扩散，形成发射极电流 成发射极电流I IE E。
31、进入 进入P P 区的电 区的电子少部分与基区 子少部分与基区的空穴复合，形 的空穴复合，形成电流 成电流I IBE BE，多，多数扩散到集电结。数扩散到集电结。从基区扩散来的 从基区扩散来的电子作为集电结 电子作为集电结的少子，漂移进 的少子，漂移进入集电结而被收 入集电结而被收集，形成 集，形成I ICE CE。集电结反偏，集电结反偏，有少子形成的反 有少子形成的反向电流 向电流I ICBO CBO。下一页 返回 上一页 退出 章目录3.3.三极管内部载流子的运动规律三极管内部载流子的运动规律IC=ICE+ICBO ICEICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEICBOIB=IBE
32、-ICBO IBE I ICE CE 与与 IIBE BE 之比称为共之比称为共发射极电流放大倍数发射极电流放大倍数集射极穿透电流集射极穿透电流,温度温度IICEOCEO(常用公式常用公式)若若IIB B=0,=0,则则 IICC IICE0CE0下一页 返回 上一页 退出 章目录14.5.3 特性曲线 即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，是分析放大电路的依据。为什么要研究特性曲线：为什么要研究特性曲线：(1)(1)直观地分析管子的工作状态直观地分析管子的工作状态(2)2)合理地选择偏置电路的参数合理地选择偏置电路的参数,设计性能良好的电路设计
33、性能良好的电路 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线下一页 返回 上一页 退出 章目录发射极是输入回路、输出回路的公共端发射极是输入回路、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测量晶体管特性的实验线路mAAVVICECIBRB+UBE+UCEEBCEB3DG100下一页 返回 上一页 退出 章目录1.1.输入特性输入特性特点特点:非线性非线性正常工作时发射结电压：正常工作时发射结电压：NPNNPN型硅管型硅管 UUBE BE 0.6 0.7V 0.6 0.7VPNPPNP型锗管型锗管 UUBE BE 0.2 0.2 0.3V 0.3V3DG100晶体管的
34、输入特性曲线O0.4 0.8IB/AUBE/VUCE1V60402080死区电压：死区电压：硅管硅管0.5V0.5V，锗管，锗管0.1V0.1V。下一页 返回 上一页 退出 章目录2.2.输出特性输出特性 共发射极电路ICEC=UCCIBRB+UBE+UCEEBCEBIC/mAUCE/V100 A80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB=03DG100晶体管的输出特性曲线 在不同的 IB下，可得出不同的曲线，所以晶体管的输出特性曲线是一组曲线。下一页 返回 上一页 退出 章目录2.2.输出特性输出特性 晶体管有三种工作状态，因而输出特性曲线分为三个工作
35、区3DG100晶体管的输出特性曲线IC/mAUCE/V100 A80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB=0(1)(1)放大区放大区 在放大区在放大区 IIC C=IIBB，也也称为线性区，具有恒称为线性区，具有恒流特性。流特性。在放大区，在放大区，发射结处发射结处于正向偏置、集电结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，晶体管工于反向偏置，晶体管工作于放大状态。作于放大状态。对 NPN 型管而言,应使 UBE 0,UBC UBE。Q Q2 2Q Q1 1大大放放区区下一页 返回 上一页 退出 章目录IC/mAUCE/V100 A 80A 60 A 40 A
36、 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB=0(2)(2)截止区截止区对NPN型硅管，当UBE0.5V时,即已开始截止,为使晶体管可靠截止,常使 UBE 0。截止时,集电结也处于反向偏置(UBC 0),此时,IC 0,UCE UCC。IB=0 的曲线以下的区域称为截止区。IB=0 时,IC=ICEO(很小)。(ICEO0.001mA)0.001mA)截止区截止区下一页 返回 上一页 退出 章目录IC/mAUCE/V100 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB=0(3)(3)饱和饱和区区 在饱和区，在饱和区，IIB B IICC，发
37、射结处于正向偏发射结处于正向偏置，置，集电结也处于正集电结也处于正偏。偏。深度饱和时，深度饱和时，硅管硅管UUCES CES 0.3V 0.3V，锗管锗管UUCES CES 0.1V 0.1V。IC UCC/RC。当 UCE 0)，晶体管工作于饱和状态。饱饱和和区区下一页 返回 上一页 退出 章目录晶体管三种工作状态的电压和电流(a)放大+UBE 0 ICIB+UCE UBC 0+(b)截止IC 0 IB=0+UCE UCC UBC 0 IB+UCE 0 UBC 0+当晶体管饱和时，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
38、一个开关的断开，其间电阻很大，可见，晶体管除了有放大作用外，还有开关作用。下一页 返回 上一页 退出 章目录 0 0.1 0.5 0.1 0.6 0.7 0.2 0.3 0.3 0.1 0.7 0.3硅管(NPN)锗管(PNP)可靠截止开始截止 UBE/V UBE/V UCE/V UBE/V 截 止 放大 饱和 工 作 状 态 管 型晶体管结电压的典型值课本例题 14.5.1下一页 返回 上一页 退出 章目录14.5.4 主要参数1.1.电流放大系数电流放大系数，直流电流放大系数直流电流放大系数交流电流放大系数交流电流放大系数当晶体管接成发射极电路时，当晶体管接成发射极电路时，注意：注意：和和
39、 的含义不同，但在特性曲线近于平行等的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且距并且IICE0 CE0 较小的情况下，两者数值接近。较小的情况下，两者数值接近。常用晶体管的常用晶体管的 值在值在20 20020 200之间。之间。由于晶体管的输出特性曲线是非线性的，只有由于晶体管的输出特性曲线是非线性的，只有在特性曲线的近于水平部分，在特性曲线的近于水平部分，IICC随随IIBB成正比变化，成正比变化，值才可认为是基本恒定的。值才可认为是基本恒定的。下一页 返回 上一页 退出 章目录例：在例：在UUCECE=6 V=6 V时，时，在在 QQ1 1 点点IIBB=40=40A,A,IICC=1.5
40、mA=1.5mA；在在 QQ2 2 点点IIBB=60=60 A,A,IICC=2.3mA=2.3mA。在以后的计算中，一般作近似处理：在以后的计算中，一般作近似处理：=。I IB B=0=020 20 A A40 40 A A60 60 A A80 80 A A100 100 A A3 36 6I IC C/m mA A1 12 23 34 4U UCE CE/V/V 9 9 12 120 0Q Q1 1Q Q2 2在在 QQ1 1 点，有点，有由由 QQ1 1 和和QQ22点，得点，得下一页 返回 上一页 退出 章目录2.2.集集-基极反向截止电流基极反向截止电流 IICBOCBO IIC
41、BOCBO是由少数载流子的是由少数载流子的漂移运动所形成的电流，漂移运动所形成的电流，受温度的影响大。受温度的影响大。温度温度IICBOCBOICBOA+EC3.3.集集-射极反向截止电流射极反向截止电流(穿透电流穿透电流)IICEOCEOAICEOIB=0+IICEOCEO受温度的影响大。受温度的影响大。温度温度IICEOCEO，所以所以IICC也也相应增加。相应增加。三极管的温度三极管的温度特性较差。特性较差。下一页 返回 上一页 退出 章目录4.4.集电极最大允许电流集电极最大允许电流 IICMCM5.5.集集-射极反向击穿电压射极反向击穿电压UU(BR)CEO(BR)CEO 集电极电流
42、集电极电流 IICC上升会导致三极管的上升会导致三极管的值的下降，值的下降，当当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为为 IICMCM。当集当集射极之间的电压射极之间的电压UUCE CE 超过一定的数值时，超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是三极管就会被击穿。手册上给出的数值是2525CC、基极开路时的击穿电压基极开路时的击穿电压UU(BR)(BR)CEOCEO。6.6.集电极最大允许耗散功耗集电极最大允许耗散功耗PPCMCM P PCMCM取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过高会烧坏三
43、极管。温升过高会烧坏三极管。PPCC PPCM CM=IIC C UUCECE 硅硅管允许结温约为管允许结温约为150150CC，锗锗管约为管约为70709090CC。下一页 返回 上一页 退出 章目录ICMU(BR)CEO由三个极限参数可画出三极管的安全工作区由三个极限参数可画出三极管的安全工作区ICUCEOIICCUUCE CE=P=PCMCM安全工作区下一页 返回 上一页 退出 章目录晶体管参数与温度的关系晶体管参数与温度的关系1.1.温度每增加温度每增加1010CC，IICBOCBO增大一倍。硅管优于增大一倍。硅管优于 锗管。锗管。22.温度每升高温度每升高11CC，UUBEBE将减小
44、将减小(2(22.5)mV2.5)mV，即晶体管具有负温度系数。即晶体管具有负温度系数。3.3.温度每升高温度每升高 1 1CC，增加增加 0.5%1.0%0.5%1.0%。下一页 返回 上一页 退出 章目录 练习与思考 14.5.1 14.5.3 14.5.4 14.5.6、14.5.7 14.5.9 14.5.10下一页 返回 上一页 退出 章目录14.6 光电器件符号符号14.6.1 14.6.1 发光二极管发光二极管(LED)(LED)当发光二极管加上正向电压并有足够大的正向电当发光二极管加上正向电压并有足够大的正向电流时，就能发出一定波长范围的光。流时，就能发出一定波长范围的光。目前
45、的发光管可以发出从红外到可见波段的光，目前的发光管可以发出从红外到可见波段的光，它的电特性与一般二极管类似。它的电特性与一般二极管类似。常用的有常用的有2EF2EF等系列。等系列。发光二极管的发光二极管的工作电压为工作电压为1.5 3V1.5 3V，工作电流为几，工作电流为几 十几十几mAmA。下一页 返回 上一页 退出 章目录14.6.2 14.6.2 光电二极管光电二极管 光电二极管在反向电压作用下工作。光电二极管在反向电压作用下工作。当当无光照无光照时时,和普通二极管一样和普通二极管一样,其其反向电流很小反向电流很小,称为暗电流。称为暗电流。当当有光照有光照时时,产生的反向电流称为光电流
46、。照度产生的反向电流称为光电流。照度EE越越强，光电流也越大。强，光电流也越大。常用的光电二极管有常用的光电二极管有2AU,2CU2AU,2CU等系列。等系列。光电流很小光电流很小,一般只有几十微安一般只有几十微安,应用时必须放大。应用时必须放大。I/I/A AU/U/V V E=0E1E2(a)(a)伏安特性 伏安特性(b)(b)符号 符号E2 E1下一页 返回 上一页 退出 章目录14.6.2 14.6.2 光电晶体管光电晶体管 光电晶体管用入射光照度光电晶体管用入射光照度EE的强弱来控制集电极的强弱来控制集电极电流。电流。当无光照时当无光照时,集电极电流集电极电流 IICEOCEO很小很
47、小,称为暗称为暗电流。当有光照时电流。当有光照时,集电极电流称为光电流。一般集电极电流称为光电流。一般约为零点几毫安到几毫安。约为零点几毫安到几毫安。常用的光电晶体管有常用的光电晶体管有3AU,3DU3AU,3DU等系列。等系列。(b)(b)输出特性曲线 输出特性曲线(a)(a)符号 符号E E=0=0E E1 1E E3 3E E4 4i iC Cu uCE CEO OE E2 2I ICEO CEOP PCM CMC CE E下一页 返回 上一页 退出 章目录简单知识点 重要知识点核心知识点 必考小题或者是大题的基础重要内容 考试概率很大，以大题形式出现必考内容 课程中的绝对重点知识点星级说明：下一页 返回 上一页 退出 章目录章节重要性说明：本书中不太重要的章节，考试以小题为主，但是其他章节的基础 本书中比较重要的章节，考试可能以大题形式出现，重点内容比较明确 本书中非常重要的章节，考试必考内容，必然会有大题涉及到本章内容，甚至不只一题，章节中重点考察知识多下一页 返回 上一页 退出 章目录第十四章 小结（本章重点程度）1、二极管（1）作用（2）伏安特性曲线（5个量标于图上）（3）稳压二极管的用法（4）二极管电路分析 2、三极管（1）作用（2）原理（3）特性曲线（4）主要参数，ICBO,ICEO