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1、第第1010章章 二极管和晶体管二极管和晶体管上一页上一页下一页下一页返返 回回10.1 半导体的导电特性半导体的导电特性10.2 PN结及其单导游电性结及其单导游电性10.3 二极管二极管10.4 稳压二极管稳压二极管10.5 晶体管晶体管10.6 光电器件光电器件10.1 10.1 半导体的导电特性半导体的导电特性半半半半导导体的体的体的体的导电导电特性：特性：特性：特性：( ( ( (如如如如热热敏敏敏敏电电阻阻阻阻) ) ) )。掺杂掺杂性：往性：往性：往性：往纯纯真的半真的半真的半真的半导导体中体中体中体中掺掺入某些入某些入某些入某些杂质杂质，导电导电 才干明才干明才干明才干明显显改
2、改改改动动( ( ( (如二极管、三极管等。如二极管、三极管等。如二极管、三极管等。如二极管、三极管等。光敏性：当遭到光照光敏性：当遭到光照光敏性：当遭到光照光敏性：当遭到光照时时，导电导电才干明才干明才干明才干明显变显变化化化化 ( (如光如光如光如光敏敏敏敏电电阻、光阻、光阻、光阻、光电电二极管、光二极管、光二极管、光二极管、光电电三极管等三极管等三极管等三极管等) )。热热敏性：当敏性：当敏性：当敏性：当环环境温度升高境温度升高境温度升高境温度升高时时，导电导电才干才干才干才干显显著加著加著加著加强强上一页上一页下一页下一页返返 回回10.1.1 本征半本征半导体体完全完全完全完全纯纯真
3、的、具有晶体构造的半真的、具有晶体构造的半真的、具有晶体构造的半真的、具有晶体构造的半导导体，称体，称体，称体，称为为本征半本征半本征半本征半导导体。体。体。体。例如：提例如：提例如：提例如：提纯纯后的硅和后的硅和后的硅和后的硅和锗资锗资料料料料( (四价元素四价元素四价元素四价元素晶体中原子的晶体中原子的晶体中原子的晶体中原子的陈陈列方式列方式列方式列方式硅硅硅硅单单晶体中的共价健构造晶体中的共价健构造晶体中的共价健构造晶体中的共价健构造共价健共价健共价共价共价共价键键中的两个中的两个中的两个中的两个电电子，称子，称子，称子，称为为价价价价电电子。子。子。子。 Si Si Si Si价电子价
4、电子上一页上一页下一页下一页返返 回回 Si Si Si Si价电子价电子本征半本征半本征半本征半导导体的体的体的体的导电导电机理机理机理机理空穴空穴 温度愈高，晶体中温度愈高，晶体中温度愈高，晶体中温度愈高，晶体中产产生的生的生的生的自在自在自在自在电电子便愈多。子便愈多。子便愈多。子便愈多。自在电子自在电子失去一个失去一个电子变为电子变为正离子正离子上一页上一页下一页下一页返返 回回本征半本征半本征半本征半导导体的体的体的体的导电导电机理机理机理机理 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当半导体两端加上外电压时，在半导体中
5、将出现两部分电流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) (1) (1) (1)自在电子作定向运动自在电子作定向运动自在电子作定向运动自在电子作定向运动 电子电流电子电流电子电流电子电流 (2) (2) (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留意：留意：留意：留意： (1) (1) (1) (1) 本征半本征半本征半本征半导导体中体中体中体中载载流子数目极少流子数目极少流子数目极少流子数目极少, , , , 其其其其导电导电性能很差；性能很差；性能很差；性能很差； (2) (2) (2) (2) 温度愈高，温
6、度愈高，温度愈高，温度愈高， 载载流子的数目愈多流子的数目愈多流子的数目愈多流子的数目愈多, , , ,半半半半导导体的体的体的体的导电导电性能愈好。性能愈好。性能愈好。性能愈好。温度温度温度温度对对半半半半导导体器件性能影响很大。体器件性能影响很大。体器件性能影响很大。体器件性能影响很大。载流子载流子载流子载流子: : : :自在电子和空穴自在电子和空穴自在电子和空穴自在电子和空穴, , , ,成对出现成对出现成对出现成对出现半导体本身并不带电半导体本身并不带电半导体本身并不带电半导体本身并不带电上一页上一页下一页下一页返返 回回10.1.2 N型半型半导体和体和 P 型半型半导体体1.N1
7、.N型半型半型半型半导导体体体体掺掺入五价元素入五价元素入五价元素入五价元素 Si Si Si Sip+多多余余电电子子磷原子磷原子在常温下即可在常温下即可变为自在电子变为自在电子失去一个失去一个电子变为电子变为正离子正离子 在本征半在本征半在本征半在本征半导导体中体中体中体中掺掺入微量的入微量的入微量的入微量的杂质杂质某种元素某种元素某种元素某种元素, , , ,构成构成构成构成杂杂质质半半半半导导体。体。体。体。 在在在在N N N N 型半型半型半型半导导体中自在体中自在体中自在体中自在电电子是子是子是子是多数多数多数多数载载流子，空穴是少数流子，空穴是少数流子，空穴是少数流子，空穴是少
8、数载载流流流流子。子。子。子。上一页上一页下一页下一页返返 回回10.1.2 N型半型半导体和体和 P 型半型半导体体2.P2.P型半型半型半型半导导体体体体掺掺入三价元素入三价元素入三价元素入三价元素 Si Si Si Si 在在在在 P P P P 型半型半型半型半导导体中空穴是多数体中空穴是多数体中空穴是多数体中空穴是多数载载流子，自在流子，自在流子，自在流子，自在电电子是少数子是少数子是少数子是少数载载流子。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负离子负离子负离子空穴空穴无无无无论论N N N N型或型或型或型或P P P
9、 P型半型半型半型半导导体都是中性的，体都是中性的，体都是中性的，体都是中性的，对对外不外不外不外不显电显电性。性。性。性。上一页上一页下一页下一页返返 回回 1. 1. 在在在在杂质杂质半半半半导导体中多子的数量与体中多子的数量与体中多子的数量与体中多子的数量与 a. a. 掺杂浓掺杂浓度、度、度、度、b.b.温度有关。温度有关。温度有关。温度有关。 2. 2. 在在在在杂质杂质半半半半导导体中少子的数量与体中少子的数量与体中少子的数量与体中少子的数量与 a. a. 掺杂浓掺杂浓度、度、度、度、b.b.温度有关。温度有关。温度有关。温度有关。 3. 3. 当温度升高当温度升高当温度升高当温度
10、升高时时，少子的数量，少子的数量，少子的数量，少子的数量 a. a. 减少、减少、减少、减少、b. b. 不不不不变变、c. c. 增多。增多。增多。增多。a ab bc c 4. 4. 在外加在外加在外加在外加电压电压的作用下，的作用下，的作用下，的作用下，P P 型半型半型半型半导导体中的体中的体中的体中的电电流流流流主要是主要是主要是主要是 ，N N 型半型半型半型半导导体中的体中的体中的体中的电电流主要是流主要是流主要是流主要是 。 a. a. 电电子子子子电电流、流、流、流、b.b.空穴空穴空穴空穴电电流流流流 b ba a上一页上一页下一页下一页返返 回回10.2 PN10.2 P
11、N结及其及其单导游游电性性10.2.1 PN10.2.1 PN结结的构成的构成的构成的构成多子的分散运多子的分散运动内电场内电场少子的漂移运少子的漂移运动浓度差度差P P P P 型区型区型区型区N N N N 型区型区型区型区 内电场越强，漂移内电场越强，漂移内电场越强，漂移内电场越强，漂移运动越强，而漂移使空运动越强，而漂移使空运动越强，而漂移使空运动越强，而漂移使空间电荷区变薄。间电荷区变薄。间电荷区变薄。间电荷区变薄。 分散的结果使空分散的结果使空间电荷区变宽。间电荷区变宽。 分散和漂移到分散和漂移到分散和漂移到分散和漂移到达达达达动态动态平衡，空平衡，空平衡，空平衡，空间间电电荷区的
12、厚度固定荷区的厚度固定荷区的厚度固定荷区的厚度固定不不不不变变。+空间电荷区，即空间电荷区，即PN结结耗尽层耗尽层上一页上一页下一页下一页返返 回回10.2.2 PN10.2.2 PN结结的的的的单导单导游游游游电电性性性性 1. PN 1. PN 1. PN 1. PN 结加正向电压正向偏置结加正向电压正向偏置结加正向电压正向偏置结加正向电压正向偏置PN PN 结变窄窄 P P接正、接正、N N接接负 外电场外电场I 内内内内电场电场被减被减被减被减弱，多子的分散弱，多子的分散弱，多子的分散弱，多子的分散加加加加强强，构成，构成，构成，构成较较大大大大的分散的分散的分散的分散电电流。流。流。
13、流。 PN PN PN PN 结结加正向加正向加正向加正向电压时电压时，PNPNPNPN结变结变窄，正向窄，正向窄，正向窄，正向电电流流流流较较大，大，大，大，正向正向正向正向电电阻阻阻阻较较小，小，小，小，PNPNPNPN结处结处于于于于导导通形状。通形状。通形状。通形状。内电场内电场PN+上一页上一页下一页下一页返返 回回2.PN 2.PN 2.PN 2.PN 结结加反向加反向加反向加反向电压电压反向偏置反向偏置反向偏置反向偏置外外外外电场电场 P P P P接接接接负负、N N N N接正接正接正接正 内内内内电场电场P PN N+ + + + + + + + + + + + + + +
14、 + + + +上一页上一页下一页下一页返返 回回PN PN PN PN 结变宽结变宽2. PN 2. PN 2. PN 2. PN 结结加反向加反向加反向加反向电压电压反向偏置反向偏置反向偏置反向偏置外外外外电场电场 内内电场被被加加强，少子的，少子的漂移加漂移加强，由，由于少子数量很于少子数量很少，构成很小少，构成很小的反向的反向电流。流。I P P P P接接接接负负、N N N N接正接正接正接正 温度越高少子的数目越多，反向温度越高少子的数目越多，反向温度越高少子的数目越多，反向温度越高少子的数目越多，反向电电流将随温度添加。流将随温度添加。流将随温度添加。流将随温度添加。+ PN
15、PN PN PN 结结加反向加反向加反向加反向电压时电压时，PNPNPNPN结变宽结变宽，反向，反向，反向，反向电电流流流流较较小，反向小，反向小，反向小，反向电电阻阻阻阻较较大，大，大，大，PNPNPNPN结处结处于截止形状。于截止形状。于截止形状。于截止形状。内内内内电场电场P PN N+ + + + + + + + + + + + + + + + + + +上一页上一页下一页下一页返返 回回一根本构造一根本构造按资料分按资料分硅管硅管锗管锗管按构造分按构造分点接触型点接触型面接触型面接触型按用途分按用途分普通管普通管整流管整流管PN阳极阳极阴极阴极半导体二极管符号半导体二极管符号上一页上
16、一页下一页下一页返返 回回10.3 10.3 半半导体二极管体二极管10.3 10.3 半半导体二极管体二极管(a) (a) (a) (a) 点接触型点接触型点接触型点接触型(b)(b)(b)(b)面接触型面接触型面接触型面接触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 ) 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 )上一页上一页下一页下一页返返 回回10.3.2 10.3.2 伏安特性伏安特性硅管硅管硅管硅管0.5V0.5V0.5V0.5V锗锗管管管管0.1V0.1V0.1V0.1V反向击穿反向击
17、穿电压电压U(BR)导通压降导通压降导通压降导通压降 外加外加外加外加电压电压大于死区大于死区大于死区大于死区电电压压二极管才干二极管才干二极管才干二极管才干导导通。通。通。通。 外加外加外加外加电压电压大于反向大于反向大于反向大于反向击击穿穿穿穿电压电压，二极管被二极管被二极管被二极管被击击穿，失去穿，失去穿，失去穿，失去单导单导游游游游电电性。性。性。性。正向特性正向特性正向特性正向特性反向特性反向特性特点：非特点：非特点：非特点：非线线性性性性硅硅硅硅0.60.8V0.60.8V0.60.8V0.60.8V锗锗0.20.3V0.20.3V0.20.3V0.20.3VUI死区电压死区电压死
18、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坚持范围内坚持范围内坚持范围内坚持常数。常数。常数。常数。上一页上一页下一页下一页返返 回回10.3.3 主要参数主要参数1. 1. 最大整流最大整流最大整流最大整流电电流流流流 IOM IOM二极管二极管二极管二极管长长期运用期运用期运用期运用时时，允，允，允，允许许流流流流过过二极管的最大正向平均二极管的最大正向平均二极管的最大正向平均二极管的最大正向平均电电流。流。流。流。2. 2. 反向任反向任反向任反向任务务峰峰峰峰值电压值电压URWMURWM是保是保是保是保证证二极管不被二极管
19、不被二极管不被二极管不被击击穿而穿而穿而穿而给给出的反向峰出的反向峰出的反向峰出的反向峰值电压值电压，普通是二，普通是二，普通是二，普通是二极管反向极管反向极管反向极管反向击击穿穿穿穿电压电压UBRUBRUBRUBR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。3. 3. 反向峰反向峰反向峰反向峰值电值电流流流流IRMIRM 指二极管加最高反向任指二极管加最高反向任指二极管加最高反向任指二极管加最高反向任务电压时务电压时的反向的反向的反向的反向电电流。反向流。反向流。反向流。反向电电流流流流大，大，大，大，阐阐明管子的明管子的明管子的明管子的单导单导游游游游电电性差，
20、温度越高反向性差，温度越高反向性差，温度越高反向性差，温度越高反向电电流越大。硅管流越大。硅管流越大。硅管流越大。硅管的反向的反向的反向的反向电电流流流流较较小，小，小，小，锗锗管的反向管的反向管的反向管的反向电电流流流流较较大大大大上一页上一页下一页下一页返返 回回二极管的单导游电性小结：二极管的单导游电性小结：二极管的单导游电性小结：二极管的单导游电性小结：1. 1. 1. 1. 二极管加正向二极管加正向二极管加正向二极管加正向电压电压正向偏置，阳极接正、阴极接正向偏置，阳极接正、阴极接正向偏置，阳极接正、阴极接正向偏置，阳极接正、阴极接负负时时， 二极管二极管二极管二极管处处于正于正于正
21、于正导导游通形状，二极管正向游通形状，二极管正向游通形状，二极管正向游通形状，二极管正向电电阻阻阻阻较较小，正向小，正向小，正向小，正向电电流流流流较较大。大。大。大。2. 2. 2. 2. 二极管加反向二极管加反向二极管加反向二极管加反向电压电压反向偏置，阳极接反向偏置，阳极接反向偏置，阳极接反向偏置，阳极接负负、阴极接正、阴极接正、阴极接正、阴极接正时时， 二极管二极管二极管二极管处处于反向截止形状，二极管反向于反向截止形状，二极管反向于反向截止形状，二极管反向于反向截止形状，二极管反向电电阻阻阻阻较较大，反向大，反向大，反向大，反向电电流流流流很小。很小。很小。很小。3.3.3.3.外加
22、反向外加反向外加反向外加反向电压电压大于反向大于反向大于反向大于反向击击穿穿穿穿电压时电压时，二极管被，二极管被，二极管被，二极管被击击穿，失去穿，失去穿，失去穿，失去单导单导游游游游电电性。性。性。性。4.4.4.4.二极管的反向二极管的反向二极管的反向二极管的反向电电流受温度的影响，温度愈高反向流受温度的影响，温度愈高反向流受温度的影响，温度愈高反向流受温度的影响，温度愈高反向电电流愈大。流愈大。流愈大。流愈大。上一页上一页下一页下一页返返 回回 二极管二极管二极管二极管电电路分析路分析路分析路分析举举例例例例 定性分析：判定性分析：判别二极管的任二极管的任务形状形状导通通截止截止否那么，
23、正向管否那么，正向管否那么，正向管否那么，正向管压压降降降降硅硅硅硅0.60.8V0.60.8V0.60.8V0.60.8V锗锗0.20.3V0.20.3V0.20.3V0.20.3V分析方法：将二极管断开，分析二极管两端分析方法：将二极管断开，分析二极管两端分析方法：将二极管断开，分析二极管两端分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电电位的高低或所加位的高低或所加位的高低或所加位的高低或所加电电压压UDUD的正的正的正的正负负。假假假假设设 V V阳阳阳阳 V V阴或阴或阴或阴或 UD UD为为正正正正( ( 正向偏置正向偏置正向偏置正向偏置 ) )，二极管，二极管，二极管，二极管导导通通通
24、通假假假假设设 V V阳阳阳阳 V VV阴阴阴阴 二极管二极管二极管二极管导导通通通通假假假假设设忽略管忽略管忽略管忽略管压压降，二极管可看作短路，降，二极管可看作短路，降，二极管可看作短路，降，二极管可看作短路，UAB =UAB = 6V 6V否那么，否那么，否那么，否那么， UAB UAB低于低于低于低于6V6V一个管一个管一个管一个管压压降，硅管降，硅管降，硅管降，硅管为为6.76.7或或或或锗锗管管管管6.3V6.3V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极管阳
25、极和阴极的极管阳极和阴极的极管阳极和阴极的电电位。位。位。位。 在在在在这这里，二极管起里，二极管起里，二极管起里，二极管起钳钳位作用。位作用。位作用。位作用。 D6V12V3kBAUAB+上一页上一页下一页下一页返返 回回两个二极管的阴极接在一同两个二极管的阴极接在一同两个二极管的阴极接在一同两个二极管的阴极接在一同取取取取 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的的的电电位。位。位。位。V1V1阳阳阳阳 = =6 V6 V，V2V2阳阳阳阳=0
26、 V=0 V，V1V1阴阴阴阴 = V2 = V2阴阴阴阴= = 12 V12 VUD1 = 6VUD1 = 6V，UD2 =12V UD2 =12V UD2 UD1 UD2 UD1 D2 D2 优优先先先先导导通，通，通，通， D1 D1截止。截止。截止。截止。假假假假设设忽略管忽略管忽略管忽略管压压降，二极管可看作短路，降，二极管可看作短路，降，二极管可看作短路，降，二极管可看作短路，UAB = 0 VUAB = 0 V例例2:D1D1接受反向接受反向接受反向接受反向电压为电压为6 V6 V流流流流过过 D2 D2 的的的的电电流流流流为为求：求：求：求：UABUAB 在在在在这这里，里，
27、里，里， D2 D2 起起起起钳钳位作用，位作用，位作用，位作用， D1 D1起起起起隔离作用。隔离作用。隔离作用。隔离作用。 BD16V12V3kAD2UAB+上一页上一页下一页下一页返返 回回ui 8Vui 8V，二极管，二极管，二极管，二极管导导通，可看作短路通，可看作短路通，可看作短路通，可看作短路 uo = 8V uo = 8V ui 8V ui 8V，二极管截止，可看作开路，二极管截止，可看作开路，二极管截止，可看作开路，二极管截止，可看作开路 uo = ui uo = ui知：知：知：知： 二极管是理想的，二极管是理想的，二极管是理想的，二极管是理想的，试试画出画出画出画出 uo
28、 uo 波形。波形。波形。波形。8V8V例例例例3 3：二极管起限幅作用二极管起限幅作用二极管起限幅作用二极管起限幅作用uiui18V18V参考点参考点参考点参考点二极管阴极二极管阴极二极管阴极二极管阴极电电位位位位为为 8 V 8 VD D8V8VR Ruououiui+ + + 上一页上一页下一页下一页返返 回回10.4 10.4 稳压二极管二极管1. 1. 符号符号符号符号 UZIZIZM UZ IZ2. 2. 伏安特性伏安特性伏安特性伏安特性 稳压管正常任务稳压管正常任务稳压管正常任务稳压管正常任务时加反向电压时加反向电压时加反向电压时加反向电压运用时要加限流电阻运用时要加限流电阻运用
29、时要加限流电阻运用时要加限流电阻 稳压管反向击穿后，稳压管反向击穿后，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，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在电路中可起稳压作在电路中可起稳压作用。用。用。用。_+UIO上一页上一页下一页下一页返返 回回3. 3. 主要参数主要参数主要参数主要参数(1) (1) 稳稳定定定定电压电压UZ UZ 稳压稳压管正常任管正常任管正常任管正常任务务( (反向
30、反向反向反向击击穿穿穿穿) )时时管子两端的管子两端的管子两端的管子两端的电压电压。(2) (2) 电压电压温度系数温度系数温度系数温度系数 环环境温度每境温度每境温度每境温度每变变化化化化1 1C C引起引起引起引起稳压值变稳压值变化的百分数。化的百分数。化的百分数。化的百分数。(3) (3) 动态电动态电阻阻阻阻(4) (4) 稳稳定定定定电电流流流流 IZ IZ 、最大、最大、最大、最大稳稳定定定定电电流流流流 IZM IZM(5) (5) 最大允最大允最大允最大允许许耗散功率耗散功率耗散功率耗散功率 PZM = UZ IZM PZM = UZ IZMrZ愈小，曲愈小，曲线愈陡，愈陡，稳
31、压性能愈好。性能愈好。上一页上一页下一页下一页返返 回回10.5 10.5 晶体管半晶体管半导体三极管体三极管10.5.1 根本构造根本构造晶体管的构造晶体管的构造(a)平面型；平面型； (b)合金型合金型BEP型硅型硅N型硅型硅二氧化碳维护膜二氧化碳维护膜铟球铟球N型锗型锗N型硅型硅CBECPP铟球铟球(a)(b)上一页上一页下一页下一页返返 回回10.5 10.5 晶体管晶体管晶体管的构造表示晶体管的构造表示晶体管的构造表示晶体管的构造表示图图和表示符号和表示符号和表示符号和表示符号(a)NPN(a)NPN型晶体管；型晶体管；型晶体管；型晶体管；(a)NNCEBPCETBIBIEIC(b)
32、BECPPNETCBIBIEIC(b)PNP(b)PNP型晶体管型晶体管型晶体管型晶体管CE发发射区射区射区射区集集集集电电区区区区基区基区基区基区集集集集电结电结发发射射射射结结NNP基极基极基极基极发发射极射极射极射极集集集集电电极极极极BCE发发射区射区射区射区集集集集电电区区区区基区基区基区基区P发发射射射射结结P集集集集电结电结N集集集集电电极极极极发发射极射极射极射极基极基极基极基极B上一页上一页下一页下一页返返 回回基区：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
33、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发射极射极射极射极集集集集电电极极极极构造特点：构造特点：构造特点：构造特点：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上一页上一页下一页下一页返返 回回10. 5. 2 电流分配和放大原理流分配和放大原理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发发射射射射结结正偏、集正偏、集正偏、集正偏、集电结电结反偏反偏反偏反偏 PNP PNP发发射射射射结结正偏正偏
34、正偏正偏 VBVE VBVE集集集集电结电结反偏反偏反偏反偏 VCVB VCVEVBVE集集集集电结电结反偏反偏反偏反偏 VCVB VCVB EBRBECECRC上一页上一页下一页下一页返返 回回晶晶体体管管电电流流放放大大的的实实验验电电路路 设设 EC EC = = 6 6 V V，改改改改动动可可可可变变电电阻阻阻阻 RB, RB, 那那那那么么么么基基基基极极极极电电流流流流 IBIB、集集集集电电极极极极电电流流流流 IC IC 和和和和发发射射射射极极极极电电流流流流 IE IE 都都都都发发生生生生变变化化化化，丈量丈量丈量丈量结结果如下表：果如下表：果如下表：果如下表：2. 2
35、. 各各各各电电极极极极电电流关系及流关系及流关系及流关系及电电流放大作用流放大作用流放大作用流放大作用mA AVVmAICECIBIERB+UBE +UCE EBCEB3DG100上一页上一页下一页下一页返返 回回晶体管晶体管晶体管晶体管电电流丈量数据流丈量数据流丈量数据流丈量数据IB(mA)IB(mA)IC(mA)IC(mA)IE(mA)IE(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 0, UBC UBE。Q2Q2Q1Q1大大大大
36、放放放放区区区区上一页上一页下一页下一页返返 回回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NPN型硅管，型硅管， UBE0.5V时, 已开已开场截止；截止；为可靠截止可靠截止 , 常使常使 UBE 0。截止截止时, 集集电结也也处于反于反向偏置向偏置(UBC 0),此此时： IC 0, UCE UCC 。IB = 0 的曲的曲线以下的区域称以下的区域称为截止区。截止区。IB = 0 时, IC = ICEO(很小很小)。(ICEO0.001mA)截止区截止区截止区截止区上一页上
37、一页下一页下一页返返 回回IC/mAUCE/V100 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =0(3) (3) 饱饱和区和区和区和区 在在在在饱饱和区，和区，和区，和区，IB ICIB ICIB ICIB IC，发发射射射射结结正向偏置，正向偏置，正向偏置，正向偏置， 集集集集电结电结正偏。正偏。正偏。正偏。 此此此此时时， 硅管硅管硅管硅管UCE UCE UCE UCE 0.3V 0.3V 0.3V 0.3V， 锗锗管管管管UCEUCEUCEUCE 0.1V 0.1V 0.1V 0.1V。 IC IC IC IC UCC/RC UCC/RC
38、UCC/RC UCC/RC 。 当当 UCE 0)，晶体管任务于饱和形状。晶体管任务于饱和形状。饱饱饱饱和和和和区区区区上一页上一页下一页下一页返返 回回晶体管三种任晶体管三种任务形状的形状的电压和和电流流(a)放大放大+ UBE 0 ICIB+UCE UBC 0+(b)截止截止IC 0 IB = 0+ UCE UCC UBC 0 IB+ UCE 0 UBC 0+ 饱和和时， UCE 0，发射射极极与与集集电极极之之间好好像像一一个开关的接通，个开关的接通，电阻很小；阻很小； 截截止止时，IC 0 ，发射射极极与与集集电极极之之间好好像像一一个个开开关关的的断断开开，电阻阻很很大大。即即晶晶体
39、体管管有有放放大大作作用用外外，还有开关作用。有开关作用。上一页上一页下一页下一页返返 回回 0 0.1 0.5 0.1 0.6 0.7 0.2 0.3 0.3 0.1 0.7 0.3硅管硅管(NPN)锗管锗管(PNP) 可靠截止可靠截止开场截止开场截止 UBE/V UBE/VUCE/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晶体管结电压的典型值10.5.4 主要参数主要参数 表示晶体管特性的数据称表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶晶体管的参数，晶体管的参数也是体管的参数也是设计电路、路、选用晶体管的根据。用晶体管的根据。上一页上一页下一页下一页返返
40、回回10.5.4 主要参数主要参数1. 1. 电电流放大系数流放大系数流放大系数流放大系数 ，直流直流直流直流电电流放大系数流放大系数流放大系数流放大系数交流交流交流交流电电流放大系数流放大系数流放大系数流放大系数当晶体管接成当晶体管接成当晶体管接成当晶体管接成发发射极射极射极射极电电路路路路时时，留意：留意：留意：留意： 和和和和 的含的含的含的含义义不同，但在特性曲不同，但在特性曲不同，但在特性曲不同，但在特性曲线线近于平行等近于平行等近于平行等近于平行等距并且距并且距并且距并且ICEO ICEO 较较小的情况下，两者数小的情况下，两者数小的情况下，两者数小的情况下，两者数值值接近。接近。
41、接近。接近。 常用晶体管的常用晶体管的常用晶体管的常用晶体管的 值值在在在在20 20020 200之之之之间间。上一页上一页下一页下一页返返 回回例：在例：在例：在例：在UCE= 6 VUCE= 6 V时时， 在在在在 Q1 Q1 点点点点IB=40IB=40A, A, C=1.5mAC=1.5mA； 在在在在 Q2 Q2 点点点点IB=60 IB=60 A, IC=2.3mAA, IC=2.3mA。在以后的在以后的在以后的在以后的计计算中，普通作近似算中，普通作近似算中，普通作近似算中，普通作近似处处置：置：置：置： = = = = 。IB=0IB=02020A A4040A A6060A
42、 A8080A A100100A A3 36 6IC / mAIC / mA1 12 23 34 4UCE /VUCE /V9 912120 0Q1Q1Q2Q2在在在在 Q1 Q1 点，有点，有点，有点，有由由由由 Q1 Q1 和和和和Q2Q2点，得点，得点，得点，得上一页上一页下一页下一页返返 回回2. 2.集集集集- -基极反向截止基极反向截止基极反向截止基极反向截止电电流流流流 ICBO ICBO ICBO ICBO ICBO ICBO是由少数载流子是由少数载流子是由少数载流子是由少数载流子的漂移运动所构成的电的漂移运动所构成的电的漂移运动所构成的电的漂移运动所构成的电流，受温度的影响大
43、。流，受温度的影响大。流，受温度的影响大。流，受温度的影响大。 温度温度温度温度ICBOICBOICBOICBOICBO A+EC3. 3.集集集集- -射极反向截止射极反向截止射极反向截止射极反向截止电电流流流流( (穿透穿透穿透穿透电电流流流流)ICEO)ICEO AICEOIB=0+ ICEO ICEO ICEO ICEO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ICEOICEOICEOICEO，所以，所以，所以，所以ICICICIC也相应添加。三极管也相应添加。三极管也相应添加。三极管也相应添加。三极管的温度特性较差。的温度特性较差。的温度特性较差
44、。的温度特性较差。上一页上一页下一页下一页返返 回回4. 4.集集集集电电极最大允极最大允极最大允极最大允许电许电流流流流 ICM ICM5. 5.集集集集- -射极反向射极反向射极反向射极反向击击穿穿穿穿电压电压U(BR)CEOU(BR)CEO 集集集集电电极极极极电电流流流流 IC IC IC IC上升会上升会上升会上升会导导致三极管的致三极管的致三极管的致三极管的值值的下降，的下降，的下降，的下降，当当当当值值下降到正常下降到正常下降到正常下降到正常值值的三分之二的三分之二的三分之二的三分之二时时的集的集的集的集电电极极极极电电流即流即流即流即为为 ICM ICM ICM ICM。 当集
45、当集当集当集射极之射极之射极之射极之间间的的的的电压电压UCE UCE UCE UCE 超越一定的数超越一定的数超越一定的数超越一定的数值时值时，三极管就会被三极管就会被三极管就会被三极管就会被击击穿。手册上穿。手册上穿。手册上穿。手册上给给出的数出的数出的数出的数值值是是是是25252525C C C C、基极开路基极开路基极开路基极开路时时的的的的击击穿穿穿穿电压电压U(BR) CEOU(BR) CEOU(BR) CEOU(BR) CEO。6. 6.集集集集电电极最大允极最大允极最大允极最大允许许耗散功耗耗散功耗耗散功耗耗散功耗PCMPCM PCM PCM取决于三极管允取决于三极管允取决于
46、三极管允取决于三极管允许许的温升，耗的温升，耗的温升，耗的温升，耗费费功率功率功率功率过过大，大，大，大，温升温升温升温升过过高会高会高会高会烧烧坏三极管。坏三极管。坏三极管。坏三极管。IC UCE =PC IC UCE =PC PCM PCM 硅管允硅管允硅管允硅管允许结许结温温温温约为约为150150C C，锗锗管管管管约为约为7070 9090C C。上一页上一页下一页下一页返返 回回ICMU(BR)CEO由三个极限参数可画出三极管的平安任由三个极限参数可画出三极管的平安任由三个极限参数可画出三极管的平安任由三个极限参数可画出三极管的平安任务务区区区区ICUCEOPCMPCM平安任务区平
47、安任务区上一页上一页下一页下一页返返 回回10. 6 光光电器件器件符号符号符号符号10.6.1 10.6.1 发发光二极管光二极管光二极管光二极管(LED)(LED)当当当当发发光二极管加上正向光二极管加上正向光二极管加上正向光二极管加上正向电压电压并有足并有足并有足并有足够够大的正向大的正向大的正向大的正向电电流流流流时时，就能，就能，就能，就能发发出一定波出一定波出一定波出一定波长长范范范范围围的光。的光。的光。的光。发发光二极管的任光二极管的任光二极管的任光二极管的任务电压为务电压为1.5 3V1.5 3V，任，任，任，任务电务电流流流流为为几几几几 十几十几十几十几mAmA。上一页上
48、一页下一页下一页返返 回回10.6.2 10.6.2 光光光光电电二极管二极管二极管二极管 光光光光电电二极管在反向二极管在反向二极管在反向二极管在反向电压电压作用下任作用下任作用下任作用下任务务。当无光照。当无光照。当无光照。当无光照时时, , 和普通二极管一和普通二极管一和普通二极管一和普通二极管一样样, , 其反向其反向其反向其反向电电流很小流很小流很小流很小, , 称称称称为为暗暗暗暗电电流。流。流。流。当有光照当有光照当有光照当有光照时时, , 产产生的反向生的反向生的反向生的反向电电流称流称流称流称为为光光光光电电流。流。流。流。 光光光光电电流很小流很小流很小流很小, , 普通只
49、需几十微安普通只需几十微安普通只需几十微安普通只需几十微安, , 运用运用运用运用时时必需放大。必需放大。必需放大。必需放大。符号符号符号符号上一页上一页下一页下一页返返 回回10.6.2 10.6.2 光光光光电电晶体管晶体管晶体管晶体管 光光光光电电晶体管用入射光照度晶体管用入射光照度晶体管用入射光照度晶体管用入射光照度E E的的的的强强弱来控制集弱来控制集弱来控制集弱来控制集电电极极极极电电流。当无光照流。当无光照流。当无光照流。当无光照时时, , 集集集集电电极极极极电电流流流流 ICEO ICEO很小很小很小很小, , 称称称称为为暗暗暗暗电电流。当有光照流。当有光照流。当有光照流。当有光照时时, , 集集集集电电极极极极电电流称流称流称流称为为光光光光电电流。普通流。普通流。普通流。普通约为约为零点几毫安到几毫安。零点几毫安到几毫安。零点几毫安到几毫安。零点几毫安到几毫安。(b) (b) 输输出特性曲出特性曲出特性曲出特性曲线线(a) (a) 符号符号符号符号E=0E=0E1E1E3E3E4E4iCiCuCEuCEO OE2E2ICEOICEOPCMPCMC CE E上一页上一页下一页下一页返返 回回
