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1、第三章 电子器件序序 导体、绝缘体、半导体导体、绝缘体、半导体 半导体器件半导体器件第一节第一节 半导体二极管半导体二极管 半导体二极管的工作特性半导体二极管的工作特性 半导体二极管的电压和电流关系半导体二极管的电压和电流关系 半导体二极管的种类及其主要特性参数与常用电路半导体二极管的种类及其主要特性参数与常用电路 半导体二极管的种类与选用半导体二极管的种类与选用第二节第二节 半导体三极管半导体三极管 半导体三极管的工作特性半导体三极管的工作特性 半导体三极管常用电路半导体三极管常用电路 半导体三极管的种类与选用半导体三极管的种类与选用序序 一一. 导体、绝缘体、半导体导体、绝缘体、半导体 物
2、质按照导电能力的大小分为物质按照导电能力的大小分为导体导体、绝缘体绝缘体和和半导体半导体。 导体导体 具有良好导电能力的物质。具有良好导电能力的物质。 其电阻率在其电阻率在10- -6 10- -1欧姆欧姆厘米厘米( ( cm) )。 例如例如, ,金属。银铜铝的金属。银铜铝的电阻率为电阻率为10- -61010- -5 cm 绝缘体绝缘体 导电能力能力很差或不能导电的物质。导电能力能力很差或不能导电的物质。 其电阻率一般大于其电阻率一般大于106 1018欧姆欧姆厘米厘米( ( cm) )。 例如例如, ,玻璃、塑料、陶瓷玻璃、塑料、陶瓷, ,其其电阻率大电阻率大于于10109 9 cm 半
3、导体半导体 导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。 其电阻率在其电阻率在10- -3 109欧姆欧姆厘米厘米( ( cm) )。 例如例如, , 硅硅, , 其其电阻率为电阻率为2.14105 5cm 二二. 半导体的特点半导体的特点 半导体不仅在于其电阻率与导体和绝缘体的在数值半导体不仅在于其电阻率与导体和绝缘体的在数值上差别上差别, ,而且在于其导电性具有而且在于其导电性具有两个显著的特点两个显著的特点: 电阻率受杂质的影响极大电阻率受杂质的影响极大 在半导体中掺入杂质，其在半导体中掺入杂质，其电阻率会显著下降电阻率会显著下降。 例如例如, , 硅硅(Si
4、)中含有亿分之一的硼中含有亿分之一的硼(B), 其其电阻率会电阻率会下降下降 到到2.14103 3cm, 比无杂质的纯硅降低比无杂质的纯硅降低100倍。倍。 如果半导体所含杂质的类型不同如果半导体所含杂质的类型不同,其导电类型也不同。其导电类型也不同。 电阻率受外界条件电阻率受外界条件(如热、光等如热、光等)的影响很大的影响很大 温度升高或受光照射时温度升高或受光照射时, ,半导体的电阻率会迅速下降半导体的电阻率会迅速下降。 三三. 半导体的类型半导体的类型 按化学成分按化学成分按化学成分按化学成分 可分为可分为元素半导体元素半导体元素半导体元素半导体和和化合物半导体化合物半导体化合物半导体
5、化合物半导体; 元素半导体元素半导体元素半导体元素半导体 由单一元素组成的半导体材料由单一元素组成的半导体材料 例如：例如：Si，Ge 均均为常用的为常用的元素半导体元素半导体元素半导体元素半导体 化合物半导体化合物半导体化合物半导体化合物半导体 由化合物组成的半导体材料由化合物组成的半导体材料 例如：例如： GaAs，GaP 均均为常用的为常用的化合物半导体化合物半导体化合物半导体化合物半导体 无论是无论是无论是无论是元素半导体元素半导体元素半导体元素半导体还是还是化合物半导体化合物半导体化合物半导体化合物半导体 按含否杂质按含否杂质按含否杂质按含否杂质 可分为可分为本征半导体本征半导体本征
6、半导体本征半导体和和非本征半导体非本征半导体非本征半导体非本征半导体; 本征半导体本征半导体本征半导体本征半导体 不含杂质、无缺陷的半导体材料。不含杂质、无缺陷的半导体材料。 非本征半导体非本征半导体非本征半导体非本征半导体 掺杂质、有缺陷的半导体材料，掺杂质、有缺陷的半导体材料， 这种半导体材料这种半导体材料按导电类型按导电类型按导电类型按导电类型分为分为N N型型型型和和P P型型型型半导体半导体半导体半导体 N N N N型型型型半导体半导体半导体半导体 以以电子为多数载流子电子为多数载流子电子为多数载流子电子为多数载流子的半导体材料的半导体材料 P P P P型型型型半导体半导体半导体
7、半导体 以以空穴为多数载流子空穴为多数载流子空穴为多数载流子空穴为多数载流子的半导体材料的半导体材料四四. 本征半导体的原子结构本征半导体的原子结构 原子由带正电的原子核和带等量负电的核外电子组成。原子原子由带正电的原子核和带等量负电的核外电子组成。原子原子由带正电的原子核和带等量负电的核外电子组成。原子原子由带正电的原子核和带等量负电的核外电子组成。原子呈电中性。电子分列在不同的壳层上绕原子核运动。每壳层轨道呈电中性。电子分列在不同的壳层上绕原子核运动。每壳层轨道呈电中性。电子分列在不同的壳层上绕原子核运动。每壳层轨道呈电中性。电子分列在不同的壳层上绕原子核运动。每壳层轨道上分列的最大电子数
8、为上分列的最大电子数为上分列的最大电子数为上分列的最大电子数为2 2 2 2n n n n2 2 2 2(n(n(n(n是壳层数是壳层数是壳层数是壳层数) ) ) )。内层电子受内层电子受内层电子受内层电子受原子核的吸引力大于外原子核的吸引力大于外原子核的吸引力大于外原子核的吸引力大于外层电子。层电子。层电子。层电子。最外最外最外最外层电子为价电子层电子为价电子层电子为价电子层电子为价电子, , , ,容易脱离原子核的束容易脱离原子核的束容易脱离原子核的束容易脱离原子核的束缚，成为自由电子。根据泡利不相容原理缚，成为自由电子。根据泡利不相容原理缚，成为自由电子。根据泡利不相容原理缚，成为自由电
9、子。根据泡利不相容原理, , , ,1 1s s层层层层最多容纳的电子数最多容纳的电子数最多容纳的电子数最多容纳的电子数:2:22 2s s层最多容纳的电子数层最多容纳的电子数层最多容纳的电子数层最多容纳的电子数:2:22 2p p层最多容纳的电子数层最多容纳的电子数层最多容纳的电子数层最多容纳的电子数:6:63 3s s层最多容纳的电子数层最多容纳的电子数层最多容纳的电子数层最多容纳的电子数:2:23 3p p层最多容纳的电子数层最多容纳的电子数层最多容纳的电子数层最多容纳的电子数:6:63 3d d层最多容纳的电子数层最多容纳的电子数层最多容纳的电子数层最多容纳的电子数:10:10硅原子有
10、硅原子有硅原子有硅原子有1414个电子个电子个电子个电子, ,分列在分列在分列在分列在1 1s,2s,2p,3s,3ps,2s,2p,3s,3p层上层上层上层上, ,3 3层没层没层没层没满满满满只有只有只有只有4 4个电子个电子个电子个电子, ,所以硅有所以硅有所以硅有所以硅有4 4个个个个价电子价电子价电子价电子, ,为四价元素。为四价元素。为四价元素。为四价元素。五五. .N N型型半导体与半导体与P P型型半导体半导体本征半导体本征半导体本征半导体本征半导体由于其原子外层电子的热运动由于其原子外层电子的热运动由于其原子外层电子的热运动由于其原子外层电子的热运动, , , , 存在成对产
11、生的自存在成对产生的自存在成对产生的自存在成对产生的自由由由由电子和空穴电子和空穴电子和空穴电子和空穴, , , , 在温度在温度在温度在温度t t下下下下, , , , 自由电子和空穴对的产生与复合会达到自由电子和空穴对的产生与复合会达到自由电子和空穴对的产生与复合会达到自由电子和空穴对的产生与复合会达到动动动动态平衡态平衡态平衡态平衡, , , , 数量有限而且是数量有限而且是数量有限而且是数量有限而且是t t的函数的函数的函数的函数。因此。因此。因此。因此, , , , 本征半导体导电性能低。本征半导体导电性能低。本征半导体导电性能低。本征半导体导电性能低。根据根据根据根据半导体的一个显
12、著特点半导体的一个显著特点半导体的一个显著特点半导体的一个显著特点：在半导体中掺入杂质，其在半导体中掺入杂质，其在半导体中掺入杂质，其在半导体中掺入杂质，其电阻率会电阻率会电阻率会电阻率会显著下降显著下降显著下降显著下降。因此，通过。因此，通过。因此，通过。因此，通过在半导体中掺入一定量的杂质，在半导体中掺入一定量的杂质，在半导体中掺入一定量的杂质，在半导体中掺入一定量的杂质，可以获得可以获得可以获得可以获得满足导电性要求满足导电性要求满足导电性要求满足导电性要求( (电阻率电阻率电阻率电阻率, ,导电载流子类型导电载流子类型导电载流子类型导电载流子类型) )的半导体材料。的半导体材料。的半导
13、体材料。的半导体材料。1. 1. N N型型半导体半导体例如，例如，例如，例如，在在在在SiSiSiSi本征半导体材料中掺入本征半导体材料中掺入本征半导体材料中掺入本征半导体材料中掺入五价元素五价元素五价元素五价元素磷磷磷磷( ( ( (P)P)P)P), P, P, P, P原子贡献出原子贡献出原子贡献出原子贡献出1 1 1 1个自个自个自个自由电子。因此由电子。因此由电子。因此由电子。因此, , , , P P P P原子被原子被原子被原子被称称称称作作作作施主施主施主施主。SiSiSiSi半导体材料中自由电子数量取决半导体材料中自由电子数量取决半导体材料中自由电子数量取决半导体材料中自由
14、电子数量取决于掺入于掺入于掺入于掺入的的的的P P P P原子数量原子数量原子数量原子数量( ( ( (掺杂浓度掺杂浓度掺杂浓度掺杂浓度), ), ), ), 其其其其多数载流子是多数载流子是多数载流子是多数载流子是P P P P原子贡献的自由电原子贡献的自由电原子贡献的自由电原子贡献的自由电子。子。子。子。掺掺掺掺入入入入P P P P的的的的SiSiSiSi半导体为半导体为半导体为半导体为N N N N型半导体。型半导体。型半导体。型半导体。2.2.P P型型半导体半导体例如，例如，例如，例如，在在在在SiSiSiSi本征半导体材料中掺入本征半导体材料中掺入本征半导体材料中掺入本征半导体材
15、料中掺入三价硼三价硼三价硼三价硼( ( ( (B), BB), BB), BB), B原子空出原子空出原子空出原子空出1 1 1 1个空个空个空个空穴。穴。穴。穴。因此因此因此因此, , , , B B B B原子被原子被原子被原子被称称称称作作作作受主受主受主受主。SiSiSiSi半导体材料中空穴数量取决于掺半导体材料中空穴数量取决于掺半导体材料中空穴数量取决于掺半导体材料中空穴数量取决于掺入的入的入的入的B B B B原子数量原子数量原子数量原子数量( ( ( (掺杂浓度掺杂浓度掺杂浓度掺杂浓度) ) ) )。SiSiSiSi半导体多数载流子半导体多数载流子半导体多数载流子半导体多数载流子
16、是是是是B B B B原子空原子空原子空原子空出出出出的空穴。的空穴。的空穴。的空穴。掺入掺入掺入掺入B B B B的的的的SiSiSiSi半导体为半导体为半导体为半导体为P P P P型半导型半导型半导型半导体。体。体。体。六六. 半导体器件半导体器件 采用半导体材料制造的器件采用半导体材料制造的器件采用半导体材料制造的器件采用半导体材料制造的器件, , , , 统称为统称为统称为统称为半导体半导体半导体半导体器件器件器件器件。其种类繁多其种类繁多其种类繁多其种类繁多, , , ,通常分为通常分为通常分为通常分为半导体分立器件半导体分立器件半导体分立器件半导体分立器件和和和和半导体集成电路。
17、半导体集成电路。半导体集成电路。半导体集成电路。半导体分立器件半导体分立器件半导体分立器件半导体分立器件 分为分为分为分为半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管和和和和半导体三极管半导体三极管半导体三极管半导体三极管。半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管 通常是指具有通常是指具有通常是指具有通常是指具有一个一个一个一个PNPNPNPN结的半导体分立器件结的半导体分立器件结的半导体分立器件结的半导体分立器件。根据特性和用途又分为整流、检波二极管根据特性和用途又分为整流、检波二极管根据特性和用途又分为整流、检波二极管根据特性和用途又分为整流、检波二极管, , , , 稳压二极
18、管稳压二极管稳压二极管稳压二极管, , , ,开关二极管开关二极管开关二极管开关二极管, , , ,变容二极管变容二极管变容二极管变容二极管, , , , 半导体三极管半导体三极管半导体三极管半导体三极管 通常是指具有通常是指具有通常是指具有通常是指具有两个两个两个两个PNPNPNPN结的半导体分立器件结的半导体分立器件结的半导体分立器件结的半导体分立器件。根据其特性和用途又分为：根据其特性和用途又分为：根据其特性和用途又分为：根据其特性和用途又分为：高频三极管高频三极管高频三极管高频三极管, , , , 低频三极管低频三极管低频三极管低频三极管, , , ,开关三极管开关三极管开关三极管开关
19、三极管, , , , 半导体集成电路半导体集成电路半导体集成电路半导体集成电路 是在一片半导体材料上制造的由二极管、三极管、是在一片半导体材料上制造的由二极管、三极管、是在一片半导体材料上制造的由二极管、三极管、是在一片半导体材料上制造的由二极管、三极管、电阻、电容组成的电路。电阻、电容组成的电路。电阻、电容组成的电路。电阻、电容组成的电路。第一节第一节 半导体二极管半导体二极管 一、一、半导体二极管工作特性半导体二极管工作特性 二极管二极管在电路中具有单向导电性。在电路中具有单向导电性。 按国际制按国际制(SI), 在电路中二极管的符号电路中二极管的符号: D 工作原理：工作原理： 无外电场
20、时无外电场时无外电场时无外电场时 外加电场时外加电场时外加电场时外加电场时二、二、半导体二极管的电压和电流关系半导体二极管的电压和电流关系 在温度在温度T下下, 二极管伏安特性曲线：二极管伏安特性曲线： 二极管具有单向导电特性。二极管具有单向导电特性。二极管具有单向导电特性。二极管具有单向导电特性。温度升高时温度升高时温度升高时温度升高时, , , ,半导体的电阻率半导体的电阻率半导体的电阻率半导体的电阻率 会迅速下降会迅速下降会迅速下降会迅速下降, , , ,V-IV-IV-IV-I曲线会漂移。曲线会漂移。曲线会漂移。曲线会漂移。 VF: :正向电压正向电压 IF: :正向电流正向电流 IF
21、M: :最大最大正向电流正向电流 VR: :反向电压反向电压 VRWM: :反向工作峰值电压反向工作峰值电压 IR ( IRM ) : :反向电流反向电流三、三、半导体二极管的种类及其主要特性参数半导体二极管的种类及其主要特性参数与常用电路与常用电路 1. 1. 1. 1.整流、检波二极管整流、检波二极管整流、检波二极管整流、检波二极管 整流、检波二极管整流、检波二极管整流、检波二极管整流、检波二极管工作原理都是单向导电性。工作原理都是单向导电性。工作原理都是单向导电性。工作原理都是单向导电性。 整流管的作用整流管的作用整流管的作用整流管的作用: : : : 将交流电变成直流电。将交流电变成直
22、流电。将交流电变成直流电。将交流电变成直流电。 检波管的作用检波管的作用检波管的作用检波管的作用: : : : 取出调制高频取出调制高频取出调制高频取出调制高频 无线电波中的低频信号。无线电波中的低频信号。无线电波中的低频信号。无线电波中的低频信号。 主要参数主要参数主要参数主要参数 V VF F , I IF F , V VR R , I IR R 常用电路常用电路常用电路常用电路 半波整流电路半波整流电路 o = 0t 0 t2 常用电路常用电路(续续) 全波整流电路全波整流电路 E:交流电压有效值交流电压有效值 V Vo o:输出电压有效值输出电压有效值 V VR R:二极管最大反向电压
23、二极管最大反向电压 o o= 0t2 桥式整流电路桥式整流电路 检波电路检波电路 2.2.开关二极管开关二极管 开关二极管开关二极管开关二极管开关二极管工作原理是单向导电性。工作原理是单向导电性。工作原理是单向导电性。工作原理是单向导电性。 开关管的作用开关管的作用开关管的作用开关管的作用: : : : 整流和开关。整流和开关。整流和开关。整流和开关。 主要参数主要参数主要参数主要参数: : V VF F , I IF F , V VR R , I IR R , trr 开关时间开关时间,通常用通常用trr(反向恢复时间反向恢复时间)表表 示示,是二极管由导通到关断的过渡时间是二极管由导通到关
24、断的过渡时间 正向导通电阻很小正向导通电阻很小,反向关断电阻很大反向关断电阻很大 影响开关时间的主要因素影响开关时间的主要因素: 电子和空穴的存储效应电子和空穴的存储效应 PN结的电容效应结的电容效应 常用电路常用电路常用电路常用电路 削波电路削波电路 常用电路常用电路(续续) 双向限幅电路双向限幅电路 逻辑电路逻辑电路 3.3.稳压二极管稳压二极管 稳压二极管稳压二极管稳压二极管稳压二极管工作原理是齐纳工作原理是齐纳工作原理是齐纳工作原理是齐纳( ( ( (ZenerZenerZenerZener) ) ) )击穿特性。击穿特性。击穿特性。击穿特性。 ZenerZenerZenerZener
25、提出提出提出提出: : : :当当当当PNPNPNPN结的电场强度足够大时结的电场强度足够大时结的电场强度足够大时结的电场强度足够大时(10(10(10(106 6 6 6V/cm),V/cm),V/cm),V/cm),可可可可 直接把晶格原子中的价电子从束缚状态解放出来直接把晶格原子中的价电子从束缚状态解放出来直接把晶格原子中的价电子从束缚状态解放出来直接把晶格原子中的价电子从束缚状态解放出来, , , , 成成成成 为载流子为载流子为载流子为载流子, , , ,从而使反向电流剧增。从而使反向电流剧增。从而使反向电流剧增。从而使反向电流剧增。稳压管也称齐纳稳压管也称齐纳稳压管也称齐纳稳压管也
26、称齐纳管管管管。 齐纳击穿是非破坏性击穿。齐纳击穿是非破坏性击穿。齐纳击穿是非破坏性击穿。齐纳击穿是非破坏性击穿。 稳压管的作用稳压管的作用稳压管的作用稳压管的作用: : : : 稳定电压。稳定电压。稳定电压。稳定电压。 主要参数主要参数主要参数主要参数: : V VZ Z 工作电压工作电压 I IZ Z 在工作电压范围内的工作电流在工作电压范围内的工作电流 I IZMZM 在工作电压范围内的最大工作电流在工作电压范围内的最大工作电流 r rZ Z 微分电阻微分电阻 I IR R 反向电流反向电流 VZ VZ 工作电压温度系数工作电压温度系数 P Ptot tot 总耗散功率总耗散功率 常用电
27、路常用电路: 稳压电路稳压电路 稳压管稳压管D D与负载与负载R RL L并联，此电路也称作并联，此电路也称作并联稳压电路并联稳压电路并联稳压电路并联稳压电路。 稳压管稳压管稳压管稳压管D D D D的作用的作用的作用的作用: : 保护负载保护负载R RL L不受电源浪涌的影响不受电源浪涌的影响, ,使使V Vo o=V=VZ Z 。 该电路对负载的要求该电路对负载的要求该电路对负载的要求该电路对负载的要求: : I IL LR RL L= =V VZminZminV VZmaxZmax ， 所以所以，I IZminZminIIL LI IZmax Zmax ，否否则无法则无法V VZ Z保持
28、保持。 常用电路常用电路(续续) 稳压管保护表头电路稳压管保护表头电路 稳压管稳压管稳压管稳压管D D D D的作用的作用的作用的作用: : 一般选一般选V VZ Z稍高于表头稍高于表头满刻度电压满刻度电压V Vo o , ,当表头电压当表头电压V VA AVVZ Z时时, , 稳压管稳压管D D导导通通, , 从而避免表头过流受损。从而避免表头过流受损。 稳压管限幅电路稳压管限幅电路 稳压管稳压管稳压管稳压管D D D D的作用的作用的作用的作用: : 当当i高于稳压管高于稳压管V VZ Z时时, , 输出信号输出信号V Vo o被切成方被切成方 波。波。 4.4.变容二极管变容二极管变容二
29、极管变容二极管变容二极管变容二极管 是利用半导体是利用半导体是利用半导体是利用半导体PNPNPNPN结电容结电容结电容结电容( ( ( (或金属或金属或金属或金属- - - -半导体接触势垒半导体接触势垒半导体接触势垒半导体接触势垒) ) ) ) 随外加电压的非线性变化。随外加电压的非线性变化。随外加电压的非线性变化。随外加电压的非线性变化。 变容二极管通常在反向偏压下工作。变容二极管通常在反向偏压下工作。变容二极管通常在反向偏压下工作。变容二极管通常在反向偏压下工作。变容管的作用变容管的作用变容管的作用变容管的作用: : : : 作为变电抗作为变电抗作为变电抗作为变电抗( ( ( (替代可变
30、电容替代可变电容替代可变电容替代可变电容) ) ) )用于调谐电路。用于调谐电路。用于调谐电路。用于调谐电路。 变容管的等效电路变容管的等效电路变容管的等效电路变容管的等效电路: : : : 主要参数主要参数主要参数主要参数: : V VR R 工作电压工作电压(反向偏压反向偏压) V VB B (V VR Rmm)最大工作电压最大工作电压 C Ct t 在在工作电压工作电压V VR R下的结电容下的结电容 突变结突变结: n=2, 缓变结缓变结: n=3, 超突变结超突变结: n2 r rs s 串联电阻串联电阻 Q Q 结电容品质因数结电容品质因数,是表示是表示结电容结电容品质的参数品质的
31、参数， Q=1/2f rsCt rs越小，Q值值越高。 f fC C 截止频率截止频率, 是是Q=1时时f值值, f fC C=1/2 rsCt , rs越小, f fC C越高。 常用电路常用电路 压控振荡电路压控振荡电路 VCOVCO 常用电路常用电路(续续) 倍频电路倍频电路 变容管的作用变容管的作用变容管的作用变容管的作用: : 基波经基波经fi滤波器滤波器 至变容管时至变容管时, , 由由 于于变容管变容管C-VC-V为为 非线性关系非线性关系, , 在在 A A点除点除基波外基波外, 还有二次谐波还有二次谐波2fi , 三次谐波三次谐波3fi , 用用谐波谐波nfi滤波器滤波器 可
32、取得所需的第可取得所需的第 n n次次谐波。谐波。四、四、半导体二极管的种类与选用半导体二极管的种类与选用 1. 1. 1. 1.国产二极管的型号国产二极管的型号国产二极管的型号国产二极管的型号 例如：例如：例如：例如： 2 2CB22CB22 2CK502CK50 2CZ105 2CZ105 2CW70 2CW70 2. 2. 2. 2.进口二极管的型号进口二极管的型号进口二极管的型号进口二极管的型号 例如：例如：例如：例如： 1 1N4007N4007 1N8211N821第二节第二节 半导体三极管半导体三极管 一、一、半导体三极管工作特性半导体三极管工作特性 按国际制按国际制(SI),
33、在电路中三极管的符号电路中三极管的符号: T 1. 1. 双极型晶体管双极型晶体管双极型晶体管双极型晶体管 工作原理工作原理工作原理工作原理(NPN管示例管示例) 双极型晶体管双极型晶体管V-I特性曲线特性曲线 NPN管示例管示例 双极型晶体管的主要特性参数双极型晶体管的主要特性参数 Ptot 总总总总耗散功率耗散功率耗散功率耗散功率 PCM 集电极耗散功率集电极耗散功率集电极耗散功率集电极耗散功率 IC 集电极电流集电极电流集电极电流集电极电流 ICM 集电极峰值电流集电极峰值电流集电极峰值电流集电极峰值电流 IB 基极电流基极电流基极电流基极电流 IE 发射极电流发射极电流发射极电流发射极
34、电流 VCE(sat) 集电极集电极集电极集电极- -发射极饱和电压发射极饱和电压发射极饱和电压发射极饱和电压 VBE(sat) 基极基极基极基极- -发射极饱和电压发射极饱和电压发射极饱和电压发射极饱和电压 V(BR)CEO IB =0时时集电极集电极集电极集电极- -发射极击穿电压发射极击穿电压发射极击穿电压发射极击穿电压 V(BR)CBO IE =0时时集电极集电极集电极集电极- -基极击穿电压基极击穿电压基极击穿电压基极击穿电压 V(BR)EBO IC =0时时发射极发射极发射极发射极- -基极击穿电压基极击穿电压基极击穿电压基极击穿电压 ICEO IB =0时时集电极集电极集电极集电
35、极- -发射极截止电流发射极截止电流发射极截止电流发射极截止电流 ICBO IE =0时时集电极集电极集电极集电极- -基极截止电流基极截止电流基极截止电流基极截止电流 IEBO IC =0时时发射极发射极发射极发射极- -基极截止电流基极截止电流基极截止电流基极截止电流 双极型晶体管的主要特性参数双极型晶体管的主要特性参数(续续) hFE 共发射极正向电流传输比共发射极正向电流传输比共发射极正向电流传输比共发射极正向电流传输比 共发射极动态电流放大系数共发射极动态电流放大系数共发射极动态电流放大系数共发射极动态电流放大系数 共基极动态电流放大系数共基极动态电流放大系数共基极动态电流放大系数共
36、基极动态电流放大系数 共集电极动态电流放大系数共集电极动态电流放大系数共集电极动态电流放大系数共集电极动态电流放大系数 fT 特征频率特征频率特征频率特征频率 f 共发射极截止频率共发射极截止频率共发射极截止频率共发射极截止频率 f 共基极截止频率共基极截止频率共基极截止频率共基极截止频率二、二、半导体三极管半导体三极管常用电路常用电路 1. 双极型晶体管基本电路双极型晶体管基本电路 1. 双极型晶体管基本电路双极型晶体管基本电路(续续) 双极型晶体管基本电路中电压和电流的相位关系双极型晶体管基本电路中电压和电流的相位关系 共发射极电路共发射极电路 电压反相电压反相 电流同相电流同相 共基极电
37、路共基极电路 电压反相电压反相 电流反相电流反相 共集电极电路共集电极电路 电压同相电压同相 电流反相电流反相2.双极型晶体管基本电压放大电路双极型晶体管基本电压放大电路 直流偏置状态直流偏置状态直流偏置状态直流偏置状态-静态静态静态静态: (i=0) 静态工作静态工作静态工作静态工作点点点点静态工作点的确定静态工作点的确定静态工作点的确定静态工作点的确定 方法一方法一方法一方法一: : : :计算法计算法计算法计算法 静态基极电流静态基极电流静态基极电流静态基极电流V VBEBE和和和和I IB B的的的的计算计算计算计算 V VBEBE=E=E- - - -I IB BR RB B, ,
38、I IB B=(E=(E- - - -V VBEBE) )/ / / /R RB B 由于由于由于由于EBEB结为正向偏结为正向偏结为正向偏结为正向偏置，置，置，置，V VBEBE比较小比较小比较小比较小( ( ( (硅管硅管硅管硅管: 0.60.7: 0.60.7V; V; 锗管锗管锗管锗管: : 0.30.40.30.4V;),V;), 因此因此因此因此, , , , I IB BEE/ / / /R RB B, , 当当当当E E和和和和R RB B确定后确定后确定后确定后, , , , I IB B即可确定。即可确定。即可确定。即可确定。 静态集电极电流静态集电极电流静态集电极电流静态
39、集电极电流I IC C的计算的计算的计算的计算 I IC C= =h hFEFEI IB B (I (IC C=I=IB B ) ) 晶体管晶体管晶体管晶体管其其其其h hFEFE( ( ) )是是是是确定确定确定确定的的的的, , I IC C即可即可即可即可确定确定确定确定 静态集电极静态集电极静态集电极静态集电极- - - -发射极电压发射极电压发射极电压发射极电压V VCECE的计算的计算的计算的计算 V VCECE=E=E- - - -I IC CR RC C, , 当当当当E E和和和和R RC C确定后确定后确定后确定后, , , , V VCECE即可确定。即可确定。即可确定。
40、即可确定。静态工作点的确定静态工作点的确定静态工作点的确定静态工作点的确定( ( ( (续续续续) ) ) ) 方法二方法二方法二方法二: : : :图解法图解法图解法图解法例例例例: : : : 已知硅晶体管的输出特性曲线已知硅晶体管的输出特性曲线已知硅晶体管的输出特性曲线已知硅晶体管的输出特性曲线( ( ( (如右图如右图如右图如右图),),),), E=12V, E=12V, E=12V, E=12V, R RB B=370, =370, =370, =370, R RC C=2k=2k=2k=2k。 用图解法确定静态工作点。用图解法确定静态工作点。用图解法确定静态工作点。用图解法确定静
41、态工作点。 解：解：解：解： I IC C=0, =0, =0, =0, V VCECE=E= 12V, =E= 12V, =E= 12V, =E= 12V, 在图在图在图在图上标上标上标上标M M M M点点点点; ; ; ; V VCECE=0, =0, =0, =0, I IC C=E/=E/=E/=E/R RC C=6mA, =6mA, =6mA, =6mA, 图上标图上标图上标图上标N N N N点点点点; ; ; ; 确定确定确定确定Q Q Q Q点点点点, , , , I IB B=(E=(E=(E=(E- - - -V VBEBE)/)/)/)/R RB B=6mA=6mA=6
42、mA=6mA 硅管硅管硅管硅管V VBEBE=0.7V, =0.7V, =0.7V, =0.7V, I IB B=(E=(E=(E=(E- - - -V VBEBE)/)/)/)/R RB B30A30A30A30A设置静态工作点的意义设置静态工作点的意义设置静态工作点的意义设置静态工作点的意义 保证输出信号完整保证输出信号完整保证输出信号完整保证输出信号完整 不失真不失真不失真不失真如果工作点不当如果工作点不当如果工作点不当如果工作点不当, , , ,会造成会造成会造成会造成: : : :丢失输入信号负半周丢失输入信号负半周丢失输入信号负半周丢失输入信号负半周设置静态工作点的意义设置静态工作
43、点的意义设置静态工作点的意义设置静态工作点的意义( ( ( (续续续续) ) ) ) 输出信号非线性失真输出信号非线性失真输出信号非线性失真输出信号非线性失真 当当当当E E E E和和和和晶体管晶体管晶体管晶体管T T T T确定时确定时确定时确定时, , , , 调整调整调整调整R RC C ,避免避免避免避免饱和失真饱和失真饱和失真饱和失真; ; ; ; 调整调整调整调整R RB B , 避免避免避免避免截止失真截止失真截止失真截止失真2. 双极型晶体管基本电压放大电路双极型晶体管基本电压放大电路(续续) 直流偏置状态直流偏置状态直流偏置状态直流偏置状态-静态静态静态静态: (i=0)
44、放大状态放大状态放大状态放大状态-动态动态动态动态: BE=VBE+i iB=IB+ib iC=IC+ic CE=E- -iCRC=E- -ICRC icRC 三、三、半导体三极管的种类与选用半导体三极管的种类与选用 1. 1. 1. 1.国产三极管的型号国产三极管的型号国产三极管的型号国产三极管的型号 例如：例如：例如：例如： 3 3CG120CG120 3DG1823DG182 3DD169 3DD169 3CD4 3CD4 3DK104 3DK104 2. 2. 2. 2.进口三极管的型号进口三极管的型号进口三极管的型号进口三极管的型号 例如：例如：例如：例如： 2 2N2222N222
45、2 2N68002N6800第三章的重点与基本要求第三章的重点与基本要求要求要求：1.1.理解理解PNPN结电场的形成过程和二极管工作原理。结电场的形成过程和二极管工作原理。2.2.理解二极管的伏安特性和单向导电特性。理解二极管的伏安特性和单向导电特性。3.3.了解整流、检波、开关二极管和稳压二极管的主要了解整流、检波、开关二极管和稳压二极管的主要参数。参数。4.4.了解整流、检波、开关和稳压电路。了解整流、检波、开关和稳压电路。5.5.理解三极管的工作原理和特性曲线，了解三极管的理解三极管的工作原理和特性曲线，了解三极管的主要参数。主要参数。6.6.掌握共发射极放大电路的静态工作点的确定方法
46、。掌握共发射极放大电路的静态工作点的确定方法。第二章习题第二章习题习题习题1:1:某音频信号源输出衰减电路如图所示某音频信号源输出衰减电路如图所示, R1=R3=R5=45 , R2=R4=5.5 , R6=5 , Vi为输入信号为输入信号,计算输出电压衰减比例。计算输出电压衰减比例。习题习题2:2:已知一电容电路已知一电容电路,电容电容C=10F, 电流电流i = (A) 试求该试求该电路的容抗电路的容抗XC、电压电压C和无功功率。和无功功率。第三章习题：第三章习题： 1.1.已知硅晶体管的输出特性曲线已知硅晶体管的输出特性曲线已知硅晶体管的输出特性曲线已知硅晶体管的输出特性曲线 ( ( (
47、 (如右图所示如右图所示如右图所示如右图所示),),),), E=12V,RE=12V,RE=12V,RE=12V,RB B B B=370,R=370,R=370,R=370,RC C C C=2k=2k=2k=2k。 用图解法确定静态工作点。用图解法确定静态工作点。用图解法确定静态工作点。用图解法确定静态工作点。 若若若若R R R RB B B B=280=280=280=280，试给出试给出试给出试给出新的新的新的新的 静态工作点。静态工作点。静态工作点。静态工作点。2.2.已知已知已知已知双向限幅电路双向限幅电路( ( ( (如下图如下图如下图如下图) ) ) )和输入波形和输入波形和输入波形和输入波形 , , 试画出输出波形。试画出输出波形。试画出输出波形。试画出输出波形。
