电工电子技术基础-第六章课件

6.1 半导体基本知识半导体基本知识6.2 半导体二极管半导体二极管6.3 稳压二极管稳压二极管6.4 发光二极管发光二极管6.5 半导体三极管半导体三极管第六章第六章 半导体二极管和三极管半导体二极管和三极管7/9/20241第六章第六章 半导体二极管和三极管半导体二极管和三极管n知识要点知识要点pPNPN结的导电特性结的导电特性p三极管的电流分配与放大作用三极管的电流分配与放大作用p二极管、稳压管和三极管的基本构造、工作二极管、稳压管和三极管的基本构造、工作原理原理p三极管的特性曲线三极管的特性曲线7/9/202426.1 半导体基本知识半导体基本知识概述概述n半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质n n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)l l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，导电能力明往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变显改变显改变显改变l l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l l热敏性：热敏性：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(可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管等可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管等可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管等可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管等)（可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三（可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三（可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三（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）极管和晶闸管等）极管和晶闸管等）极管和晶闸管等）7/9/202436.1 半导体基本知识半导体基本知识本征半导体本征半导体n n完全纯净完全纯净完全纯净完全纯净的、的、的、的、具有晶体结构具有晶体结构具有晶体结构具有晶体结构的半导体，称为本征半导体的半导体，称为本征半导体的半导体，称为本征半导体的半导体，称为本征半导体晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式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。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共价健结构 Si Si Si Si价电子价电子7/9/202446.1 半导体基本知识半导体基本知识本征半导体本征半导体 Si Si Si Si自由电子自由电子空穴空穴uu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本征激发本征激发本征激发本征激发:价电子在获得价电子在获得价电子在获得价电子在获得一定能量（温度升高或一定能量（温度升高或一定能量（温度升高或一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱受光照）后，即可挣脱受光照）后，即可挣脱受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成为原子核的束缚，成为原子核的束缚，成为原子核的束缚，成为自自自自由电子由电子由电子由电子（带负电），同（带负电），同（带负电），同（带负电），同时共价键中留下一个空时共价键中留下一个空时共价键中留下一个空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）7/9/202456.1 半导体基本知识半导体基本知识本征半导体本征半导体uu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，在半导体中将出现两当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两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部分电流部分电流部分电流:自由电子自由电子自由电子自由电子作定向运动作定向运动作定向运动作定向运动 电子电流电子电流电子电流电子电流价电子递补价电子递补价电子递补价电子递补空穴空穴空穴空穴 空穴电流空穴电流空穴电流空穴电流自由电子和自由电子和空穴都称为空穴都称为载流子载流子pp注意：注意：注意：注意：(1)(1)(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；(2)(2)(2)(2)温度愈高，载流子的数目愈多，半导体的导电性能温度愈高，载流子的数目愈多，半导体的导电性能温度愈高，载流子的数目愈多，半导体的导电性能温度愈高，载流子的数目愈多，半导体的导电性能也就愈好。也就愈好。也就愈好。也就愈好。因此温度对半导体器件性能影响很大。因此温度对半导体器件性能影响很大。因此温度对半导体器件性能影响很大。因此温度对半导体器件性能影响很大。7/9/202466.1 半导体基本知识半导体基本知识杂志半导体杂志半导体uu在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素），形成杂在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素），形成杂在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素），形成杂在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素），形成杂质半导体质半导体质半导体质半导体 Si Si Si Sip+磷原子磷原子多余多余电子电子掺入五价元素掺入五价元素 掺杂后自由电子数目大量掺杂后自由电子数目大量掺杂后自由电子数目大量掺杂后自由电子数目大量增加，自由电子导电成为这增加，自由电子导电成为这增加，自由电子导电成为这增加，自由电子导电成为这种半导体的种半导体的种半导体的种半导体的主要主要主要主要导电方式，导电方式，导电方式，导电方式，称为称为称为称为N N型半导体型半导体型半导体型半导体多余电子在常温下即可变为自由电多余电子在常温下即可变为自由电子子磷原子变为正离子磷原子变为正离子在在N N型半导体中自由电子是多数载流型半导体中自由电子是多数载流子子7/9/202476.1 半导体基本知识半导体基本知识本征半导体本征半导体 Si Si Si SiB硼原子硼原子空穴空穴掺入三价元素掺入三价元素 掺杂后空穴数目大量增掺杂后空穴数目大量增掺杂后空穴数目大量增掺杂后空穴数目大量增加，空穴导电成为这种半加，空穴导电成为这种半加，空穴导电成为这种半加，空穴导电成为这种半导体的导体的导体的导体的主要主要主要主要导电方式，称导电方式，称导电方式，称导电方式，称为为为为P P型半导体型半导体型半导体型半导体硼原子接受一个电子变为负离硼原子接受一个电子变为负离子子在在N N 型半导体中自由电子是多型半导体中自由电子是多数载流子数载流子7/9/202486.1 半导体基本知识半导体基本知识PN结的形成结的形成+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多子的扩散运动多子的扩散运动(浓度差浓度差)少子的漂移运动少子的漂移运动形成空间电荷区形成空间电荷区内电场内电场 无外加电压无外加电压无外加电压无外加电压时，扩散和漂时，扩散和漂时，扩散和漂时，扩散和漂移这一对相反移这一对相反移这一对相反移这一对相反的运动处于动的运动处于动的运动处于动的运动处于动态平衡，空间态平衡，空间态平衡，空间态平衡，空间电荷区的厚度电荷区的厚度电荷区的厚度电荷区的厚度固定不变固定不变固定不变固定不变7/9/202496.1 半导体基本知识半导体基本知识PN结的单向导电性结的单向导电性 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）导通导通导通导通PN 结变窄结变窄外电场外电场IF内电场内电场PN+内电场被削内电场被削内电场被削内电场被削弱，多子的扩弱，多子的扩弱，多子的扩弱，多子的扩散加强，形成散加强，形成散加强，形成散加强，形成较大的扩散电较大的扩散电较大的扩散电较大的扩散电流。流。流。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，正向电流较大，正向电结变窄，正向电流较大，正向电结变窄，正向电流较大，正向电结变窄，正向电流较大，正向电阻较小，阻较小，阻较小，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。7/9/2024106.1 半导体基本知识半导体基本知识PN结的单向导电性结的单向导电性 1.PN 1.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）截止截止截止截止外电场外电场外电场外电场内电场内电场内电场内电场P PN N+PN 结变宽结变宽+IR 内电场被加内电场被加内电场被加内电场被加强，少子的漂强，少子的漂强，少子的漂强，少子的漂移加强，由于移加强，由于移加强，由于移加强，由于少子数量很少，少子数量很少，少子数量很少，少子数量很少，形成很小的反形成很小的反形成很小的反形成很小的反向电流。向电流。向电流。向电流。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结变宽，反向电流较小，反向电阻结变宽，反向电流较小，反向电阻结变宽，反向电流较小，反向电阻结变宽，反向电流较小，反向电阻较大，较大，较大，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。7/9/2024116.2 半导体二极管半导体二极管基本结构基本结构 点接触型点接触型点接触型点接触型 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。面接触型面接触型面接触型面接触型 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。用于高频整流和开关电路中。7/9/202412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 )面接触型面接触型阴极阴极阳极阳极(d )符号符号D基本结构基本结构6.2 半导体二极管半导体二极管7/9/202413伏安特性伏安特性6.2 半导体二极管半导体二极管UIPN+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。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死区电压死区电压死区电压死区电压硅硅硅硅0 0 0 0.60.8V.60.8V锗锗锗锗0 0.20.3V.20.3V硅管硅管硅管硅管0.5V,0.5V,锗管锗管锗管锗管0.1V0.1V。特点：非线性特点：非线性7/9/202414二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。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 URMRM是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二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极管反向击穿电压极管反向击穿电压极管反向击穿电压U UBRBR的一半或三分之二。二极管击穿后单向的一半或三分之二。二极管击穿后单向的一半或三分之二。二极管击穿后单向的一半或三分之二。二极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。导电性被破坏，甚至过热而烧坏。导电性被破坏，甚至过热而烧坏。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。反向电流大，指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反向电流大，指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反向电流大，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，说明管子的单向导电性差，说明管子的单向导电性差，说明管子的单向导电性差，I IRMRM受温度的影响，温度越高反向受温度的影响，温度越高反向受温度的影响，温度越高反向受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流较大，为硅电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流较大，为硅电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流较大，为硅电流越大。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。管的几十到几百倍。管的几十到几百倍。管的几十到几百倍。1.1.最大整流电流最大整流电流最大整流电流最大整流电流 I IOMOM6.2 半导体二极管半导体二极管主要参数主要参数7/9/2024156.2 半导体二极管半导体二极管 1.1.二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负负负负 ）时，）时，）时，）时，二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较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。小，正向电流较大。小，正向电流较大。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、阴极接二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正正正正 ）时，）时，）时，）时，二极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较二极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较二极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较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。大，反向电流很小。大，反向电流很小。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，失去单外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单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。向导电性。向导电性。向导电性。4.4.二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电流愈大。流愈大。流愈大。流愈大。二极管单向导电性二极管单向导电性7/9/2024166.2 半导体二极管半导体二极管 二极管电路分析举例二极管电路分析举例 D6V12V3k BAUAB+例例例例1 1.电路如图，求：电路如图，求：电路如图，求：电路如图，求：U UABAB解：解：解：解：判断二极管判断二极管判断二极管判断二极管D D导通还是截止？导通还是截止？导通还是截止？导通还是截止？取取取取 B B 点作参考点，断开二点作参考点，断开二点作参考点，断开二点作参考点，断开二极管，分析二极管阳极和极管，分析二极管阳极和极管，分析二极管阳极和极管，分析二极管阳极和阴极的电位。阴极的电位。阴极的电位。阴极的电位。V V阳阳阳阳=6 V 6 V V V阴阴阴阴 =12 V12 V V V阳阳阳阳VV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=6V 6V否则，否则，否则，否则，U UABAB低于低于低于低于6V6V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6.7V6.7V7/9/2024176.2 半导体二极管半导体二极管 二极管电路分析举例二极管电路分析举例 BD16V12V3k AD2UAB+例例例例2 2.电路如图，求：电路如图，求：电路如图，求：电路如图，求：U UABAB判断二极管判断二极管判断二极管判断二极管D D1 1、D D2 2导通还是截止？导通还是截止？导通还是截止？导通还是截止？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，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解：解：解：解：取取取取 B B 点作参考点，断开二点作参考点，断开二点作参考点，断开二点作参考点，断开二极管，分析二极管阳极和极管，分析二极管阳极和极管，分析二极管阳极和极管，分析二极管阳极和阴极的电位。阴极的电位。阴极的电位。阴极的电位。7/9/202418D D8V8VR Ru uo ou ui i+二极管电路分析举例二极管电路分析举例 例例例例3 3.电路如图，电路如图，电路如图，电路如图，其中其中其中其中D D是理想二极管，试画出是理想二极管，试画出是理想二极管，试画出是理想二极管，试画出 u uo o 波形。波形。波形。波形。6.2 半导体二极管半导体二极管解：解：解：解：二极管阴极电位为二极管阴极电位为二极管阴极电位为二极管阴极电位为 8 V 8 V8V8Vu ui i18V18Vu ui i 8V 8V，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=8V=8V u ui i 8V V阴阴或或 UD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阳阳 V阴阴或或 UD为负为负(反向偏置反向偏置)，二极管截止，二极管截止7/9/2024206.3 稳压二极管稳压二极管 表示符号与伏安特性表示符号与伏安特性 1.1.符号符号符号符号2.2.伏安特性伏安特性伏安特性伏安特性UZIZIZM UZ IZUIO稳压管正常工作时加反向电压稳压管正常工作时加反向电压稳压管正常工作时加反向电压稳压管正常工作时加反向电压 稳压管反向击穿后，电稳压管反向击穿后，电稳压管反向击穿后，电稳压管反向击穿后，电流变化很大，但其两端电流变化很大，但其两端电流变化很大，但其两端电流变化很大，但其两端电压变化很小，利用此特性，压变化很小，利用此特性，压变化很小，利用此特性，压变化很小，利用此特性，稳压管在电路中可起稳压管在电路中可起稳压管在电路中可起稳压管在电路中可起稳压稳压稳压稳压作用，作用，作用，作用，使用时要加限流电使用时要加限流电使用时要加限流电使用时要加限流电阻阻阻阻7/9/2024211.1.1.1.稳定电压稳定电压稳定电压稳定电压U UZ Z 稳压管正常工作稳压管正常工作稳压管正常工作稳压管正常工作(反向击穿反向击穿反向击穿反向击穿)时管子两端的电压时管子两端的电压时管子两端的电压时管子两端的电压2.2.2.2.电压温度系数电压温度系数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环境温度每变化环境温度每变化1 1 1 1 C C引起引起引起引起稳压值变化的稳压值变化的稳压值变化的稳压值变化的百分数百分数百分数百分数3.3.3.3.动态电阻动态电阻动态电阻动态电阻4.4.4.4.稳定电流稳定电流稳定电流稳定电流 I IZ Z、最大稳定电流、最大稳定电流、最大稳定电流、最大稳定电流 I IZMZM5.5.5.5.最大允许耗散功率最大允许耗散功率最大允许耗散功率最大允许耗散功率P PZM ZM=U UZ Z I IZMZMr rZ Z愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好主要参数主要参数6.3 稳压二极管稳压二极管7/9/2024226.4 发光二极管发光二极管概述概述有有有有正向正向正向正向电流流过时，发出一定波长范围的光，目前的发光电流流过时，发出一定波长范围的光，目前的发光电流流过时，发出一定波长范围的光，目前的发光电流流过时，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，它的电特性与一般二极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，正向电压较一般二极管高，电流为几管类似，正向电压较一般二极管高，电流为几管类似，正向电压较一般二极管高，电流为几管类似，正向电压较一般二极管高，电流为几 几十毫安几十毫安几十毫安几十毫安7/9/2024236.5 半导体三极管半导体三极管基本结构基本结构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NPNNPN型型型型BECB BE EC CPNPPNP型型型型P PP PN N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NPNNPN型三极管型三极管型三极管型三极管PNPPNP型三极管型三极管型三极管型三极管BECIBIEICBECIBIEIC7/9/202424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 N N NN N N NP P P 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6.5 半导体三极管半导体三极管基本结构基本结构7/9/202425电流分配和放大原理电流分配和放大原理6.5 半导体三极管半导体三极管B BEC CN NN NP PEBRBE EC CRC1.1.三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 PNP PNP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 7/9/202426电流分配和放大原理电流分配和放大原理6.5 半导体三极管半导体三极管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 00.020.020.040.040.060.060.080.080.100.100.0010.0010.700.701.501.502.302.303.103.103.953.950.0010.0010.720.721.541.542.362.363.183.184.054.05 1 1）三电极电流关系）三电极电流关系）三电极电流关系）三电极电流关系 I IE E=I IB B+I IC C 2 2）I IC C I IB B ，I IC C I IE E 3 3）I IC C I IB B结论结论结论结论:把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的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特性称为晶体管的电流放大作用特性称为晶体管的电流放大作用特性称为晶体管的电流放大作用7/9/2024273.3.3.3.三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电流分配和放大原理电流分配和放大原理6.5 半导体三极管半导体三极管BECNNPEBRBECIEI IB BI IC CI IENENI IEPEPI ICNCNI IBNBNI ICBOCBO7/9/202428BECNNPEBRBECIEI IB BI IC CI IENENI IEPEPI ICNCNI IBNBNI ICBOCBO3.3.3.3.三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电流分配和放大原理电流分配和放大原理6.5 半导体三极管半导体三极管7/9/202429BECNNPEBRBECIEI IB BI IC CI IENENI IEPEPI ICNCNI IBNBNI ICBOCBO3.3.3.3.三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电流分配和放大原理电流分配和放大原理6.5 半导体三极管半导体三极管7/9/202430p即三极管各电极电压与电流的关系曲线，是三极管内部载流即三极管各电极电压与电流的关系曲线，是三极管内部载流子运动的外部表现，反映了子运动的外部表现，反映了晶体管的性能晶体管的性能，是分析放大电路，是分析放大电路的依据的依据?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 1 1）直观地分析三极管的工作状态）直观地分析三极管的工作状态）直观地分析三极管的工作状态）直观地分析三极管的工作状态 2 2 2 2）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路）合理地选择偏置电路的参数，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三极管的特性曲线三极管的特性曲线6.5 半导体三极管半导体三极管7/9/202431三极管的特性曲线三极管的特性曲线6.5 半导体三极管半导体三极管ICEBmA AVUCEUBERBIBECV+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(共发射极电路共发射极电路共发射极电路共发射极电路)共射：发射极是输入回路、输出回路的公共射：发射极是输入回路、输出回路的公共射：发射极是输入回路、输出回路的公共射：发射极是输入回路、输出回路的公共端共端共端共端 7/9/202432三极管的特性曲线三极管的特性曲线6.5 半导体三极管半导体三极管1.1.输入特性曲线输入特性曲线输入特性曲线输入特性曲线IB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1VO输入特性曲线是非线性输入特性曲线是非线性输入特性曲线是非线性输入特性曲线是非线性曲线曲线曲线曲线输入电压小于死区电压输入电压小于死区电压输入电压小于死区电压输入电压小于死区电压时，基极电流为零时，基极电流为零时，基极电流为零时，基极电流为零对于小功率管，对于小功率管，对于小功率管，对于小功率管，U UCECE1V1V的任意一条曲线都近似的任意一条曲线都近似的任意一条曲线都近似的任意一条曲线都近似7/9/202433三极管的特性曲线三极管的特性曲线6.5 半导体三极管半导体三极管2.2.输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线IB=020 A40 A60 A80 A100 A36IC(mA )1234UCE(V)912O放大区放大区 在放大区有在放大区有在放大区有在放大区有 I IC C=I IB B，也，也，也，也称为线性区，具有恒流特性。称为线性区，具有恒流特性。称为线性区，具有恒流特性。称为线性区，具有恒流特性。在放大区，发射结处于正在放大区，发射结处于正在放大区，发射结处于正在放大区，发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏向偏置、集电结处于反向偏向偏置、集电结处于反向偏向偏置、集电结处于反向偏置，晶体管工作于放大状态。置，晶体管工作于放大状态。置，晶体管工作于放大状态。置，晶体管工作于放大状态。(1)(1)放大区放大区放大区放大区7/9/202434三极管的特性曲线三极管的特性曲线6.5 半导体三极管半导体三极管2.2.输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线I IB B=0=02020 A A4040 A A6060 A A8080 A A100100 A A3 36 6I IC C(mmA )A )1 12 23 34 4U UCECE(V)(V)9 91212O截止区截止区截止区截止区（2 2）截止区）截止区）截止区）截止区 I IB B 0 0 以下区域为以下区域为以下区域为以下区域为截止区，截止区，截止区，截止区，有有有有 I IC C 0 0 在截止区发射结处于反在截止区发射结处于反在截止区发射结处于反在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反向向偏置，集电结处于反向向偏置，集电结处于反向向偏置，集电结处于反向偏置，晶体管工作于截止偏置，晶体管工作于截止偏置，晶体管工作于截止偏置，晶体管工作于截止状态状态状态状态7/9/202435三极管的特性曲线三极管的特性曲线6.5 半导体三极管半导体三极管2.2.输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线输出特性曲线I IB B=0=02020 A A4040 A A6060 A A8080 A A100100 A A3 36 6I IC C(mmA )A )1 12 23 34 4U UCECE(V)(V)9 91212O饱饱饱饱和和和和区区区区（3 3）饱和区）饱和区）饱和区）饱和区 在饱和区，在饱和区，在饱和区，在饱和区，I IB B I IC C，发发发发射结处于正向偏置，射结处于正向偏置，射结处于正向偏置，射结处于正向偏置，I IB B变变变变化对的化对的化对的化对的I IC C影响较小，此时影响较小，此时影响较小，此时影响较小，此时I IC C基本恒定，基本恒定，基本恒定，基本恒定，I IC C U U CCCC/R RC C 当当当当U UCECE U UBEBE时，时，时，时，晶体晶体晶体晶体管工作于饱和状态管工作于饱和状态管工作于饱和状态管工作于饱和状态7/9/202436三极管的主要参数三极管的主要参数6.5 半导体三极管半导体三极管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 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，pp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pp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 和和和和 的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且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7/9/202437三极管的主要参数三极管的主要参数6.5 半导体三极管半导体三极管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 ICBOCBOICBO A+EC I ICBOCBO是由少数载流子的漂移运是由少数载流子的漂移运是由少数载流子的漂移运是由少数载流子的漂移运动所形成的电流，受温度的影响动所形成的电流，受温度的影响动所形成的电流，受温度的影响动所形成的电流，受温度的影响大，大，大，大，温度温度温度温度I ICBOCBO 选管时应选选管时应选选管时应选选管时应选I ICBOCBO较小且受温度影较小且受温度影较小且受温度影较小且受温度影响小的三极管响小的三极管响小的三极管响小的三极管7/9/202438三极管的主要参数三极管的主要参数6.5 半导体三极管半导体三极管3.3.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是基极开路时，集是基极开路时，集是基极开路时，集是基极开路时，集-射极射极射极射极间的反向电流，主要反映三极管间的反向电流，主要反映三极管间的反向电流，主要反映三极管间的反向电流，主要反映三极管的稳定性，值越小管子越稳定，的稳定性，值越小管子越稳定，的稳定性，值越小管子越稳定，的稳定性，值越小管子越稳定，其受温度的影响大，其受温度的影响大，其受温度的影响大，其受温度的影响大，温度温度温度温度I ICEOCEO 7/9/202439三极管的主要参数三极管的主要参数6.5 半导体三极管半导体三极管4.4.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，当值的下降，当值的下降，当值的下降，当 值值值值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为 I ICMCM 当集当集当集当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，三极管超过一定的数值时，三极管超过一定的数值时，三极管超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是就会被击穿。手册上给出的数值是就会被击穿。手册上给出的数值是就会被击穿。手册上给出的数值是2525 C C、基极开路时的击基极开路时的击基极开路时的击基极开路时的击穿电压穿电压穿电压穿电压U U(BR)(BR)CEOCEO6.6.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，温升过取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过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。高会烧坏三极管。高会烧坏三极管。高会烧坏三极管。P PC C P PCM CM=I IC C U UCECE7/9/202440ICMU(BR)CEO安全工作区安全工作区ICUCEO三极管的主要参数三极管的主要参数6.5 半导体三极管半导体三极管I IC CU UCECE=P=PCMCM7/9/202441谢谢你的阅读v知识就是财富v丰富你的人生