《《极管和晶体管》PPT课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《极管和晶体管》PPT课件.ppt(63页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电工学电子技术授课教师: 章 伟Email:下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页对电的研究分类及电工学作用电子电子研究电子器件生产发展及应用的学科电力电力研究电力生产发展及应用的学科无线电无线电研究通信、遥控、导航等电路技术的学科从“三电”的共同性基本规律与相应关系出发,研究电与磁的基本规律与分析方法的科学称为电研究电与磁的基本规律与分析方法的科学称为电工学。工学。它是一门专业技术基础课,为今后专业技术课打下理论基础,并培养实践能力。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子元件发展过程爱迪生发
2、明电灯灯丝可发射出电子1904年,弗莱明发明二极管1907年,三极管真空管下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子元件发展过程四极管、五极管金属外壳取代玻璃外壳二次大战后,半导体技术的进步,电子技术得到了令人类生活翻天覆地的发展1948年,贝尔实验室发明晶体管下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子元件发展过程1958年,美国人提出了用半导体制作全部电路的集成电路化方案硅谷崛起1961年,得克萨斯仪器公司批量生产集成电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页课程要求课程要求
3、课程要求课程要求平时成绩30:上课出勤、回答问题、 课间作业答题要求:画电路图、务必弄懂 公式和计算过程不能省略 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第第10章章 半导体器件半导体器件10.3 10.3 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管10.4 10.4 半导体三极管半导体三极管半导体三极管半导体三极管10.2 PN10.2 PN结结结结10.1 10.1 半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页思考题什么是半导体?半导体有什么特点?为什么具有这些特点?下一页下一页总目录总目
4、录 章目录章目录返回返回上一页上一页10.1 半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性:半导体的导电特性:半导体的导电特性: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可做成各种不同用途的半导可
5、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)。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: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、光敏三极管等管、光敏三极管等管、光敏三极管等) ) ) )。热敏性:热敏
6、性:热敏性:热敏性:当环境温度升高时,导电能力显著增强当环境温度升高时,导电能力显著增强当环境温度升高时,导电能力显著增强当环境温度升高时,导电能力显著增强下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页10.1.1 本征半导体本征半导体 完全纯净的、具有晶体结构的半导体,称为本征完全纯净的、具有晶体结构的半导体,称为本征完全纯净的、具有晶体结构的半导体,称为本征完全纯净的、具有晶体结构的半导体,称为本征半导体。半导体。半导体。半导体。晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式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硅单晶中的共价健结构硅单晶中的
7、共价健结构共价健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,称为价电子价电子价电子价电子。 Si Si Si Si价电子价电子下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 Si Si Si Si价电子价电子 价电子在获得一定能量价电子在获得一定能量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,(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,即可挣脱原子核的束缚,即可挣脱原子核的束缚,即可挣脱原子核的束缚,成为成为成为成为自由电子自由电子自由电子自由电子(带负电),
8、(带负电),(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,称为位,称为位,称为空穴空穴空穴空穴(带正电)(带正电)(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。这一现象称为本征激发。空穴空穴 温度愈高,晶体中产温度愈高,晶体中产温度愈高,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。生的自由电子便愈多。生的自由电子便愈多。自由电子自由电子 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
9、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)。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)。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理 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
10、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 电子电流电子电流电子电流电子电流 (2)(2)价电子递补空穴价电子递补空穴价电子递补空穴价电子递补空穴 空穴电流空穴电流空穴电流空穴电流注意:注意: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;其导电性能很差;其导电性能很差; (
11、2) (2) 温度愈高,温度愈高,温度愈高,温度愈高, 载流子的数目愈多载流子的数目愈多载流子的数目愈多载流子的数目愈多, ,半导体的导电性半导体的导电性半导体的导电性半导体的导电性能也就愈好。能也就愈好。能也就愈好。能也就愈好。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。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。空穴都称为载流子。空穴都称为载流子。 自由电子和自由电子和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。空穴
12、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,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。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。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页10.1.2 N型半导体和型半导体和 P 型半导体型半导体 掺杂后自由电子数目掺杂后自由电子数目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
13、由电子导电大量增加,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,称为电子半导体电方式,称为电子半导体电方式,称为电子半导体或或或或N N型半导体。型半导体。型半导体。型半导体。掺入五价元素掺入五价元素掺入五价元素掺入五价元素 Si Si Si Sip+多余多余电子电子磷原子磷原子在常温下即可在常温下即可变为自由电子变为自由电子失去一个失去一个电子变为电子变为正离子正离子 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)在本征半导体中掺入微量的杂质(某种元素
14、)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。形成杂质半导体。形成杂质半导体。 在在在在N N 型半导体中型半导体中型半导体中型半导体中自由电子是自由电子是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。子。子。动画演示动画演示下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页10.1.2 N型半导体和型半导体和 P 型半导体型半导体 掺杂后空穴数目大量掺杂后空穴数目大量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,空穴导电成为这增加,空穴导电成为这增加
15、,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,称为空穴半导体或式,称为空穴半导体或式,称为空穴半导体或 P P型半导体。型半导体。型半导体。型半导体。掺入三价元素掺入三价元素掺入三价元素掺入三价元素 Si Si Si Si 在在在在 P P 型半导体中型半导体中型半导体中型半导体中空穴是多空穴是多空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。流子。流子。B硼原子硼原子接受一个接受一个接受一个接受一个电子变为电子变为电子变为电子变为负离子
16、负离子负离子负离子空穴空穴无论无论无论无论N N型或型或型或型或P P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。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。动画演示动画演示下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 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、掺杂浓度、掺杂浓度、b.b.温度)有关。温度)有关。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在杂质半导体中少子的数量
17、与在杂质半导体中少子的数量与 (a. a. 掺杂浓度、掺杂浓度、掺杂浓度、掺杂浓度、b.b.温度)有关。温度)有关。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、减少、减少、b. b. 不变、不变、不变、不变、c. c. 增多)。增多)。增多)。增多)。a ab bc c 4. 4. 在外加电压的作用下,在外加电压的作用下,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型半导体中的电流型半导体中的电流主要是主要是主要是主要是 ,N N 型半导体中
18、的电流主要是型半导体中的电流主要是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、电子电流、电子电流、b.b.空穴电流)空穴电流)空穴电流)空穴电流) b ba a下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页10.2 PN结结10.2.1 PN结的形成结的形成多子的扩散运动多子的扩散运动内电场内电场少子的漂移运动少子的漂移运动浓度差浓度差P P 型半导体型半导体型半导体型半导体N N 型半导体型半导体型半导体型半导体 内电场越强,漂移运内电场越强,漂移运内电场越强,漂移运内电场越强,漂移运动越强,而漂移使空间动越强,而漂移使空间动越强,而漂移使
19、空间动越强,而漂移使空间电荷区变薄。电荷区变薄。电荷区变薄。电荷区变薄。 扩散的结果使扩散的结果使空间电荷区变宽。空间电荷区变宽。空间电荷区也称空间电荷区也称 PN 结结 扩散和漂移扩散和漂移扩散和漂移扩散和漂移这一对相反的这一对相反的这一对相反的这一对相反的运动最终达到运动最终达到运动最终达到运动最终达到动态平衡,空动态平衡,空动态平衡,空动态平衡,空间电荷区的厚间电荷区的厚间电荷区的厚间电荷区的厚度固定不变。度固定不变。度固定不变。度固定不变。+形成空间电荷区形成空间电荷区动画演示动画演示下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页10.2.2 PN结的单向导电性结的单向导电
20、性 1. PN 1. PN 结加正向电压结加正向电压结加正向电压结加正向电压(正向偏置)(正向偏置)(正向偏置)(正向偏置)PN 结变窄结变窄 P接正、接正、N接负接负 外电场外电场IF 内电场被内电场被内电场被内电场被削弱,多子削弱,多子削弱,多子削弱,多子的扩散加强,的扩散加强,的扩散加强,的扩散加强,形成较大的形成较大的形成较大的形成较大的扩散电流。扩散电流。扩散电流。扩散电流。 PN PN 结加正向电压时,结加正向电压时,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,大,正向电阻较小,
21、大,正向电阻较小,PNPN结处于导通状态。结处于导通状态。结处于导通状态。结处于导通状态。内电场内电场PN+动画演示动画演示下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2. PN 2. PN 结加反向电压结加反向电压结加反向电压结加反向电压(反向偏置)(反向偏置)(反向偏置)(反向偏置)外电场外电场外电场外电场 P P接负、接负、接负、接负、N N接正接正接正接正 内电场内电场内电场内电场P PN N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页PN PN 结变宽结变宽结变宽结变宽2. PN 2
22、. PN 结加反向电压结加反向电压结加反向电压结加反向电压(反向偏置)(反向偏置)(反向偏置)(反向偏置)外电场外电场外电场外电场 内电场被加内电场被加强,少子的漂强,少子的漂移加强,由于移加强,由于少子数量很少,少子数量很少,形成很小的反形成很小的反向电流。向电流。IR P P接负、接负、接负、接负、N N接正接正接正接正 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。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,结加反向电压时,结加反向电压时,PNPN
23、结变宽,反向电流较小,结变宽,反向电流较小,结变宽,反向电流较小,结变宽,反向电流较小,反向电阻较大,反向电阻较大,反向电阻较大,反向电阻较大,PNPN结处于截止状态。结处于截止状态。结处于截止状态。结处于截止状态。内电场内电场内电场内电场P PN N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +动画演示动画演示下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 A Plea for Pure Science H.A. RowlandScience, Vol.2, No.29, 242-250, 1883 (127年前,美国物理学家)年前,美国物理学家) 假
24、如我们停止科学的进步而只假如我们停止科学的进步而只留意科学的应用,我们很快就会退留意科学的应用,我们很快就会退化成中国人那样,多少代人以来他化成中国人那样,多少代人以来他们们(在科学上在科学上)都没有什么进步,因都没有什么进步,因为他们只满足于科学的应用,却从为他们只满足于科学的应用,却从来没有追问过他们所做事情中的原来没有追问过他们所做事情中的原理。这些原理就构成了纯科学。中理。这些原理就构成了纯科学。中国人知道火药的应用已经若干世纪,国人知道火药的应用已经若干世纪,如果他们用正确的方法探索其特殊如果他们用正确的方法探索其特殊应用的原理,他们就会在获得众多应用的原理,他们就会在获得众多应用的
25、同时发展出化学,甚至物理应用的同时发展出化学,甚至物理学。因为只满足于火药能爆炸的事学。因为只满足于火药能爆炸的事实,而没有寻根问底,中国人已经实,而没有寻根问底,中国人已经远远落后于世界的进步。远远落后于世界的进步。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页10.3 半导体二极管半导体二极管10.3.1 基本结构基本结构(a) (a) 点接触型点接触型点接触型点接触型(b)(b)面接触型面接触型面接触型面接触型 结面积小、结面积小、结面积小、结面积小、结电容小、正结电容小、正结电容小、正结电容小、正向电流小。用向电流小。用向电流小。用向电流小。用于检波和变频于检波和变频于检波
26、和变频于检波和变频等高频电路。等高频电路。等高频电路。等高频电路。 结面积大、结面积大、结面积大、结面积大、正向电流大、正向电流大、正向电流大、正向电流大、结电容大,用结电容大,用结电容大,用结电容大,用于工频大电流于工频大电流于工频大电流于工频大电流整流电路。整流电路。整流电路。整流电路。(c) (c) 平面型平面型平面型平面型 用于集成电路制作工艺中。用于集成电路制作工艺中。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,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。用于高频整流和开关电路中。用于高频整流
27、和开关电路中。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页阴极引线阴极引线阳极引线阳极引线二氧化硅保护层二氧化硅保护层P型硅型硅N型硅型硅( c ) 平面型平面型金属触丝金属触丝阳极引线阳极引线N型锗片型锗片阴极引线阴极引线外壳外壳( a ) 点接触型点接触型铝合金小球铝合金小球N型硅型硅阳极引线阳极引线PN结结金锑合金金锑合金底座底座阴极引线阴极引线( b ) 面接触型面接触型图图 1 12 半导体二极管的结构和符号半导体二极管的结构和符号 10.3 半导体二极管半导体二极管二极管的结构示意图二极管的结构示意图二极管的结构示意图二极管的结构示意图阴极阴极阳极阳极( d ) 符号
28、符号D下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页10.3.2 伏安特性伏安特性硅管硅管硅管硅管0.5V0.5V锗管锗管锗管锗管0 0.1V.1V反向击穿反向击穿电压电压U(BR)导通压降导通压降导通压降导通压降 外加电压大于死区外加电压大于死区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。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,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。失去单向导电性。失去单向导电性。正向特性正
29、向特性正向特性正向特性反向特性反向特性特点:非线性特点:非线性特点:非线性特点:非线性硅硅硅硅0 0 0 0.60.8V.60.8V锗锗锗锗0 0.2.20.3V0.3VUI死区电压死区电压死区电压死区电压PN+PN+ 反向电流反向电流反向电流反向电流在一定电压在一定电压在一定电压在一定电压范围内保持范围内保持范围内保持范围内保持常数。常数。常数。常数。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页UIGeGeGeGeSiSiSiSi0.7V0.3V下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页10.3.3 主要参数主要参数1. 1. 最大整流电流最大整流电流最大整流电
30、流最大整流电流 I IOMOM 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。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反向工作峰值电压反向工作峰值电压U URWMRWM 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,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一般是二极管反向击穿电压一般是二极管反向击穿电压
31、U UBRBR的一半或三分之二。的一半或三分之二。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,甚至过热而烧坏。二极管击穿后单向导电性被破坏,甚至过热而烧坏。二极管击穿后单向导电性被破坏,甚至过热而烧坏。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反向峰值电流反向峰值电流I IRMRM 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,向电流大,说明管子
32、的单向导电性差,向电流大,说明管子的单向导电性差,I IRMRM受温度的受温度的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。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。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页二极管二极管的单向导电性的单向导电性 1. 1. 二极管加正向电压(正向偏置,阳极接正、阴极
33、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、阴极二极管加正向电压(正向偏置,阳极接正、阴极接负接负接负接负 )时,)时,)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。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、阴极接正接正接正接正
34、 )时,)时,)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。电阻较大,反向电流很小。电阻较大,反向电流很小。 3.3.3.3.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。去单向导电性。去单向导电性。 4.4.4.4.二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,温度愈高反二极管的
35、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。向电流愈大。向电流愈大。结论下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 二极管电路分析举例二极管电路分析举例二极管电路分析举例二极管电路分析举例 定性分析:定性分析:判断二极管的工作状态判断二极管的工作状态导通导通截止截止否则,正向管压降否则,正向管压降否则,正向管压降否则,正向管压降硅硅硅硅 0.7V0.7V锗锗锗锗 0.3V0.3V 分析方法:分析方法: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将二极管断开,分析二极管两端电位将二极管断开
36、,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的高低或所加电压的高低或所加电压U UD D的正负。的正负。的正负。的正负。若若若若 V V阳阳阳阳 VV阴阴阴阴或或或或 U UD D为正为正为正为正( ( 正向偏置正向偏置正向偏置正向偏置 ) ),二极管导通,二极管导通,二极管导通,二极管导通若若若若 V V阳阳阳阳 VVV阴阴阴阴 二极管导通二极管导通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,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,U UABAB = = 6V6V否则,否则,否则,否则, U UABAB低于低于低于低于6
37、V6V一个管压降,为一个管压降,为一个管压降,为一个管压降,为6.36.3或或或或6.7V6.7V例例1: 取取取取 B B 点作参考点,点作参考点,点作参考点,点作参考点,断开二极管,分析二断开二极管,分析二断开二极管,分析二断开二极管,分析二极管阳极和阴极的电极管阳极和阴极的电极管阳极和阴极的电极管阳极和阴极的电位。位。位。位。 在这里,二极管起钳位作用。在这里,二极管起钳位作用。在这里,二极管起钳位作用。在这里,二极管起钳位作用。 D6V12V3k BAUAB+下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页两个二极管的阴极接在一起两个二极管的阴极接在一起两个二极管的阴极接在一
38、起两个二极管的阴极接在一起取取取取 B B 点作参考点,断开二极点作参考点,断开二极点作参考点,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。的电位。的电位。V V1 1阳阳阳阳 = =6 V6 V,V V2 2阳阳阳阳=0 V=0 V,V V1 1阴阴阴阴 = = V V2 2阴阴阴阴= = 12 V12 VU UD1D1 = 6V = 6V,U UD2D2 =12V =12V U UD2D2 U UD1D1 D D2 2 优先导通,优先导通,优先导通,优先导通, V V1 1阴阴阴阴 = = 0
39、0 V V , , D D1 1截止。截止。截止。截止。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,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,U UABAB = 0 V= 0 V例例2:D D1 1承受反向电压为承受反向电压为承受反向电压为承受反向电压为6 V6 V流过流过流过流过 D D2 2 的电流为的电流为的电流为的电流为求:求:求:求:U UABAB 在这里,在这里,在这里,在这里, D D2 2 起起起起钳位作用,钳位作用,钳位作用,钳位作用, D D1 1起起起起隔离作用。隔离作用。隔离作用。隔离作用。 BD16V12V3k AD2UAB+
40、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页u ui i 2V 2V,二极管导通,可看作短路二极管导通,可看作短路二极管导通,可看作短路二极管导通,可看作短路 u uo o = 2V = 2V u ui i 2V 6V12V 6V,稳压二极管稳压,稳压二极管稳压,稳压二极管稳压,稳压二极管稳压, u uo o = 6V = 6V 已知:已知:已知:已知: U UZ Z6V6V,试画出,试画出,试画出,试画出 u uo o 波形。波形。波形。波形。例例例例4 4:参考点参考点参考点参考点稳压二极管反向击穿时,稳压二极管反向击穿时,稳压二极管反向击穿时,稳压二极管反向击穿时,起稳压作
41、用,其阴极电位起稳压作用,其阴极电位起稳压作用,其阴极电位起稳压作用,其阴极电位为为为为6 V6 VD DR Ru uo ou ui i+ + + Z Z下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页10.4 半导体三极管半导体三极管10.4.1 基本结构基本结构晶体管的结构晶体管的结构(a)平面型;平面型; (b)合金型合金型BEP型硅型硅N型硅型硅二氧化碳保护膜二氧化碳保护膜铟球铟球N型锗型锗N型硅型硅CBECPP铟球铟球(a)(b)下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页半导体三极管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号晶体管的
42、结构示意图和表示符号晶体管的结构示意图和表示符号(a)NPN(a)NPN型晶体管;型晶体管;型晶体管;型晶体管;(a)NNCEBPCETBIBIEIC(b)BECPPNETCBIBIEIC(b)PNP(b)PNP型晶体管型晶体管型晶体管型晶体管CE发射区发射区发射区发射区集电区集电区集电区集电区基区基区基区基区集电结集电结集电结集电结发射结发射结发射结发射结NNP基极基极基极基极发射极发射极发射极发射极集电极集电极集电极集电极BCE发射区发射区发射区发射区集电区集电区集电区集电区基区基区基区基区P发射结发射结发射结发射结P集电结集电结集电结集电结N集电极集电极集电极集电极发射极发射极发射极发射
43、极基极基极基极基极B下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页基区:最薄,基区:最薄,基区:最薄,基区:最薄,掺杂浓度最低掺杂浓度最低掺杂浓度最低掺杂浓度最低发射区:掺发射区:掺发射区:掺发射区:掺杂浓度最高杂浓度最高杂浓度最高杂浓度最高发射结发射结发射结发射结集电结集电结集电结集电结B B B BE E E EC C C CN NN NP P基极基极基极基极发射极发射极发射极发射极集电极集电极集电极集电极结构特点:结构特点:结构特点:结构特点:集电区:集电区:集电区:集电区:面积最大面积最大面积最大面积最大下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页10.4.
44、2 电流分配和放大原理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、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏 PNPPNP发射结正偏发射结正偏发射结正偏发射结正偏 V VB B V VE E集电结反偏集电结反偏集电结反偏集电结反偏 V VC C V VE E集电结反偏集电结反偏集电结反偏集电结反偏 V VC C V VB B EBRBE EC CRC下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页晶晶体体管管电电流流放放大大的的实实验验电电路
45、路 设设设设 E EC C = = 6 6 V V,改改改改变变变变可可可可变变变变电电电电阻阻阻阻 R RB B, , 则则则则基基基基极极极极电电电电流流流流 I IB B、集集集集电电电电极极极极电电电电流流流流 I IC C 和和和和发发发发射射射射极极极极电电电电流流流流 I IE E 都都都都发发发发生生生生变变变变化化化化,测测测测量量量量结结结结果如下表:果如下表: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mA AVVmAICECIBIERB+UBE +UCE EBCEB3DG
46、100下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页晶体管电流测量数据晶体管电流测量数据晶体管电流测量数据晶体管电流测量数据I IB B(mA(mA) )I IC C(mA(mA) )I IE E(mA(mA) )0 00.020.020.040.040.060.060.080.080.100.100.0010.0010.700.701.501.502.302.303.103.103.953.950.001 V VB B V VE EV VC C V VB B 2.72 , 1号管脚为基极号管脚为基极B2.720.7V , 2号管脚为发射极号管脚为发射极E, 则则3号为集电极号为集
47、电极CB、E相差相差0.7V ,为硅材料。,为硅材料。VBVE,为,为NPN型三极管。型三极管。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页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 基区空穴基区空穴基区空穴基区空穴向发射区的向发射区的向发射区的向发射区的扩散可忽略。扩散可忽略。扩散可忽略。扩散可忽略。 发射结正偏,发射结正偏,发射结正偏,发射结正偏,发射区电子不断发射区电子不断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,形向基区扩散,形向基
48、区扩散,形成发射极电流成发射极电流成发射极电流成发射极电流I I I IE E E E。进入进入进入进入P P P P 区的电区的电区的电区的电子少部分与基区子少部分与基区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,形的空穴复合,形的空穴复合,形成电流成电流成电流成电流I I I IBE BE BE BE ,多多多多数扩散到集电结。数扩散到集电结。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入集电结而被
49、收入集电结而被收集,形成集,形成集,形成集,形成I I I ICECECECE。 集电结反偏,集电结反偏,集电结反偏,集电结反偏,有少子形成的反有少子形成的反有少子形成的反有少子形成的反向电流向电流向电流向电流I I I ICBOCBOCBOCBO。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页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- ICBO IBE I ICE CE 与与与与 I IBE BE 之
50、比称为共之比称为共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集射极穿透电流集射极穿透电流, , 温度温度温度温度I ICEOCEO ( (常用公式常用公式常用公式常用公式) )若若若若I IB B =0, =0, 则则则则 I IC C I ICE0CE0下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页10.4.3 特性曲线特性曲线 即管子各电极电压与电流的关系曲线,是管子内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,是部载流子运动的外部表现,反映了晶体管的性能,是
51、分析放大电路的依据。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: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性能良好的电路设计性能良好的电路设计性能良好的电路 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页发射极是输入回
52、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 共发射极电路共发射极电路输入回路输入回路输出回路输出回路 测量晶体管特性的实验线路测量晶体管特性的实验线路测量晶体管特性的实验线路测量晶体管特性的实验线路mA AVVICECIBRB+UBE +UCE EBCEB3DG100下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1. 1. 输入特性输入特性输入特性输入特性特点特点特点特点: : : :非线性非线性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:正常工作时发射结电压:正常工作时发射结电压: NPN
53、NPN型硅管型硅管型硅管型硅管 U UBE BE 0.6 0.7V 0.6 0.7V 计算时,取计算时,取计算时,取计算时,取0.7V0.7VPNPPNP型锗管型锗管型锗管型锗管 U UBE BE 0.2 0.2 0.3V 0.3V 计算时,取计算时,取计算时,取计算时,取0.3V0.3V3DG100晶体管的晶体管的输入特性曲线输入特性曲线O0.40.8IB/ AUBE/VUCE1V60402080死区电压:死区电压:死区电压:死区电压:硅管硅管硅管硅管0.5V0.5V,锗管锗管锗管锗管0.1V0.1V。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2. 2. 输出特性输出特性输出
54、特性输出特性 共发射极电路共发射极电路ICEC=UCCIBRB+ UBE +UCE EBCEBIC/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晶体管的输出特性曲线 在不同的在不同的 IB下,可得出不同的曲线,所以晶体管下,可得出不同的曲线,所以晶体管的的输出特性曲线输出特性曲线是一组曲线。是一组曲线。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2. 2. 输出特性输出特性输出特性输出特性 晶晶体体管管有有三三种种工工作作状状态态,因因而而输输出出特特性性曲曲线线分分为为三个工作区
55、三个工作区3DG100晶体管的输出特性曲线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) 放大区放大区放大区放大区 在放大区在放大区在放大区在放大区 I IC C = = I IB B ,也也也也称为线性区,具有恒称为线性区,具有恒称为线性区,具有恒称为线性区,具有恒流特性。流特性。流特性。流特性。 在放大区,在放大区,在放大区,在放大区,发射结处发射结处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
56、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。作于放大状态。作于放大状态。对对 NPN 型管型管而言而言, 应使应使 UBE 0, UBC UBE。Q Q2 2Q Q1 1大大大大放放放放区区区区下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页IC/mAUCE/V100 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =0(2)(2) 截止区截止区截止区截止区对对NPN型硅管,当型硅管,当UBE0.5V时时, 即已即已开始截止开始截止, 为使晶体为使晶体管可靠截止管可靠截止 , 常使常使 UBE 0。截止时截止时, 集集电
57、结也处于反向偏电结也处于反向偏置置( (UBC 0),),此时此时, IC 0, UCE UCC 。IB = 0 的曲线以下的区域称为截止区。的曲线以下的区域称为截止区。IB = 0 时时, IC = ICEO( (很小很小) )。(ICEO0.001mA)0.001mA)截止区截止区截止区截止区下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页IC/mAUCE/V100 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =0(3) (3) 饱和饱和饱和饱和区区区区 在饱和区,在饱和区,在饱和区,在饱和区, I IB B I IC C,发射结处于正
58、向偏发射结处于正向偏发射结处于正向偏发射结处于正向偏置,置,置,置,集电结也处于正集电结也处于正集电结也处于正集电结也处于正偏。偏。偏。偏。 深度饱和时,深度饱和时,深度饱和时,深度饱和时, 硅管硅管硅管硅管U UCES CES 0.3V 0.3V, 锗管锗管锗管锗管U UCES CES 0.1V 0.1V。 IC UCC/RC 。 当当 UCE 0) ),晶体管工作于饱和状态。晶体管工作于饱和状态。饱饱饱饱和和和和区区区区下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页晶体管三晶体管三种种工作状态的电压和电流工作状态的电压和电流(a)放大放大+ UBE 0 ICIB+UCE UBC
59、 0+(b)截止截止IC 0 IB = 0+ UCE UCC UBC 0 IB+ UCE 0 UBC 0+ 当当晶晶体体管管饱饱和和时时, UCE 0,发发射射极极与与集集电电极极之之间间如如同同一一个个开开关关的的接接通通,其其间间电电阻阻很很小小;当当晶晶体体管管截截止止时时,IC 0 ,发发射射极极与与集集电电极极之之间间如如同同一一个个开开关关的的断断开开,其其间间电电阻阻很很大大,可可见见,晶晶体体管管除除了了有有放放大大作作用用外,还有开关作用。外,还有开关作用。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 0 0.1 0.5 0.10.7 0.3 0.3 0.1 0
60、.7 0.3硅管硅管( (NPN) )锗管锗管( (PNP) ) 可靠截止可靠截止开始截止开始截止 UBE/V UBE/VUCE/V UBE/V 截截 止止 放大放大 饱和饱和 工工 作作 状状 态态 管管 型型晶体管结电压的典型值晶体管结电压的典型值14.5.4 主要参数主要参数 表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数,晶表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数,晶体管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。体管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页10.4.4 主要参数主要参数1. 1. 电流放大系数电流放大系数电流放大系数电流放大系数 ,
61、 直流电流放大系数直流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,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:注意:注意: 和和和和 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距并且距并且I ICE0 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。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常用晶体管
62、的常用晶体管的 值在值在值在值在20 20020 200之间。之间。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,在特性曲线的近于水平部分,在特性曲线的近于水平部分,I IC C随随随随I IB B成成成成正比变化,正比变化,正比变化,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。值才可认为是基本恒定的。值才可认为是基本恒定的。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例:在例:在例:在
63、例:在U UCECE= 6 V= 6 V时,时,时,时, 在在在在 Q Q1 1 点点点点I IB B=40=40 A, A, I IC C=1.5mA=1.5mA; 在在在在 Q Q2 2 点点点点I IB B=60 =60 A, A, I IC C=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: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=02020 A A4040 A A6060 A A8080 A A100100 A A3 36 6I IC C / / mmA A1 12 23 34 4U
64、 UCE CE /V/V9 912120 0Q Q1 1Q Q2 2在在在在 Q Q1 1 点,有点,有点,有点,有由由由由 Q Q1 1 和和和和Q Q2 2点,得点,得点,得点,得下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2. 2.集集集集- - - -基极反向截止电流基极反向截止电流基极反向截止电流基极反向截止电流 I ICBOCBO I ICBOCBO是由少数载流子的是由少数载流子的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,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。受温度的影响大。受温度的影响大。 温度
65、温度温度温度I ICBOCBO ICBO A+EC3. 3.集集集集- - - -射极反向截止电流射极反向截止电流射极反向截止电流射极反向截止电流( ( ( (穿透电流穿透电流穿透电流穿透电流) ) ) )I ICEOCEO AICEOIB=0+ I ICEOCEO受温度的影响大。受温度的影响大。受温度的影响大。受温度的影响大。温度温度温度温度I ICEOCEO ,所以所以所以所以I IC C也也也也相应增加。相应增加。相应增加。相应增加。三极管的温三极管的温三极管的温三极管的温度特性较差。度特性较差。度特性较差。度特性较差。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4. 4.
66、集电极最大允许电流集电极最大允许电流集电极最大允许电流集电极最大允许电流 I ICMCM5. 5.集集集集- - - -射极反向击穿电压射极反向击穿电压射极反向击穿电压射极反向击穿电压U U(BR)CEO(BR)CEO 集电极电流集电极电流集电极电流集电极电流 I IC C上升会导致三极管的上升会导致三极管的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,值的下降,值的下降,当当当当 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为为 I ICMCM。 当集当集当集当
67、集射极之间的电压射极之间的电压射极之间的电压射极之间的电压U UCE CE 超过一定的数值时,超过一定的数值时,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2525 C C、基极开路时的击穿电压基极开路时的击穿电压基极开路时的击穿电压基极开路时的击穿电压U U(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集电极最大允许耗散功耗集电极最大允许耗散功耗P PCMCM P PCMCM取决于三极管允许的温升,消耗功率过大,取决于
68、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,取决于三极管允许的温升,消耗功率过大,温升过高会烧坏三极管。温升过高会烧坏三极管。温升过高会烧坏三极管。温升过高会烧坏三极管。 I IC C U UCECE = = P PC C P PCMCM 硅硅硅硅管允许结温约为管允许结温约为管允许结温约为管允许结温约为150150 C C,锗锗锗锗管约为管约为管约为管约为7070 9090 C C。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页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由三个极限参数可画出三极管的安全
69、工作区由三个极限参数可画出三极管的安全工作区ICUCEOI IC CU UCE CE = P= PCMCM安全工作区安全工作区下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例:某三极管PCM60mW,ICM10mA,U(BR)CEO10V,下面能够工作在安全工作区的情况是( ) a.UCE8V,IC10mA b.UCE3V,IC15mA c.UCE3V,IC8mAd.UCE11V,IC2mA PCUCE*IC8*1080mWPCM IC=15mAICM UCE=11VU(BR)CEO C下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页晶体管参数与温度的关系晶体管参数与温度
70、的关系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温度每增加温度每增加1010 C C,I ICBOCBO增大一倍。硅管优于增大一倍。硅管优于增大一倍。硅管优于增大一倍。硅管优于 锗管。锗管。锗管。锗管。2 2. . . .温度每升高温度每升高温度每升高温度每升高1 1 C C,U UBEBE将减小将减小将减小将减小(2(2 2.5)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。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温度每升高温度每升高 1 1 C C, 增加增加增加增加 0.5%1.0%0.5%1
71、.0%。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页光电器件光电器件符号符号符号符号1. 1. 发光二极管发光二极管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。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,目前的发光管可以发出从红外到可见波段的光,目前的发
72、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。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。常用的有常用的有常用的有常用的有2EF2EF等系列。等系列。等系列。等系列。发光二极管的发光二极管的发光二极管的发光二极管的工作电压为工作电压为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工作电流为几工作电流为几 十几十几十几十几mAmA。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2. 2. 光电二极管光电二极管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。光电二极管在
73、反向电压作用下工作。光电二极管在反向电压作用下工作。当当当当无光照无光照无光照无光照时时时时, , 和普通二极管一样和普通二极管一样和普通二极管一样和普通二极管一样, , 其其其其反向电流很小反向电流很小反向电流很小反向电流很小, , 称为暗电流。称为暗电流。称为暗电流。称为暗电流。当当当当有光照有光照有光照有光照时时时时, , 产生的反向电流称为光电流。照度产生的反向电流称为光电流。照度产生的反向电流称为光电流。照度产生的反向电流称为光电流。照度E E越越越越强,光电流也越大。强,光电流也越大。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常用的光电二极管有常用的
74、光电二极管有2AU, 2CU2AU, 2CU等系列。等系列。等系列。等系列。 光电流很小光电流很小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。应用时必须放大。应用时必须放大。I/ I/ A AU/ U/ V VE=0E1E2(a) (a) 伏安特性伏安特性伏安特性伏安特性(b) (b) 符号符号符号符号E2 E1下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3. 3. 光电晶体管光电晶体管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光电晶体管用入射光照度光电晶体管用入射光照
75、度E E的强弱来控制集电极的强弱来控制集电极的强弱来控制集电极的强弱来控制集电极电流。电流。电流。电流。当无光照时当无光照时当无光照时当无光照时, , 集电极电流集电极电流集电极电流集电极电流 I ICEOCEO很小很小很小很小, , 称为暗称为暗称为暗称为暗电流。当有光照时电流。当有光照时电流。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。等系列。等系列。(b) (b) 输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线(a) (a) 符号符号符号符号E E=0=0E E1 1E E3 3E E4 4i iC Cu uCECEO OE E2 2I ICEOCEOP PCMCMC CE E