半导体三极管R

.1模拟电子技术基础模拟电子技术基础信息科学与工程学院信息科学与工程学院基础电子教研室基础电子教研室.21.2 1.2 半导体二极管半导体二极管二极管的符号：二极管的符号：【】内容内容回顾回顾 一、伏安特性一、伏安特性UI开启电压开启电压: : 硅管硅管0.5V,0.5V,锗管锗管0 0.1V.1V。导通电压导通电压: : 硅管硅管0.60.8V, 锗管锗管0.10.3V。.3二二、二极管的等效电路、二极管的等效电路【 】内容内容回顾回顾三、二极管的应用三、二极管的应用: : 二极管整流、限幅二极管整流、限幅.4五、五、 稳压二极管及应用稳压二极管及应用稳压管的符号稳压管的符号【 】内容内容回顾回顾3. 3. 稳压管的稳压条件稳压管的稳压条件必须工作在反向击穿状态；必须工作在反向击穿状态；流过稳压管的电流在流过稳压管的电流在I IZ Z和和I IZMZM之间之间 。.5五、五、 稳压二极管及应用稳压二极管及应用1. 稳压管的工作原理稳压管的工作原理稳压管的符号稳压管的符号.62. 2. 稳压管的主要参数稳压管的主要参数稳定电压稳定电压U UZ ZUZ是指击穿后在电流为规定值时，管子两端的电压值。稳压电流稳压电流I IZ Z额定功耗额定功耗P PZMZM IZ是稳压二极管正常工作时的参考电流。工作电流小于此值时，稳压二极管将失去稳压作用。PZM 等于稳定电压UZ与最大稳定电流IZM （或 IZmax ）的乘积。.73. 稳压管的稳压条件稳压管的稳压条件稳压管正向工作时和二极管的特性完全相同。稳压管正向工作时和二极管的特性完全相同。必须工作在反向击穿状态；必须工作在反向击穿状态；流过稳压管的电流在流过稳压管的电流在I IZ Z和和I IZMZM之间之间 。注意！注意！.84. 稳压管的应用稳压管的应用【例【例1】典型应用电路：典型应用电路：RL 为负载电阻，为负载电阻，R 限流电阻限流电阻, 当当UI变化时，变化时，由于稳压管的作用，输出由于稳压管的作用，输出UO不变。不变。.9【例【例2 2】已知稳压管的已知稳压管的U UZ Z=6V, =6V, 最小电流最小电流I IZminZmin=5mA,=5mA,最大电流最大电流I IZmaxZmax=25mA=25mA。（1 1）分别计算）分别计算U UI I为为10V10V、15V15V、35V35V时输出时输出U UO O的值。的值。（2 2）若）若U UI I为为35V35V时负载开路，则会出现什么现象？时负载开路，则会出现什么现象？解题思路解题思路首先假设稳压管不工作（开路），求出其两端电首先假设稳压管不工作（开路），求出其两端电压，是否满足稳压条件压，是否满足稳压条件；然后假设稳压管工作；然后假设稳压管工作（稳压），看其是否满足稳压条件（稳压），看其是否满足稳压条件。.10解：假设稳压管不工作解：假设稳压管不工作Uo UI为为10V时时 UO =RL/(RL+R) UI =3.33V UO UZ UO=6V【例【例2 2】已知稳压管的已知稳压管的U UZ Z=6V, =6V, 最小电流最小电流I IZminZmin=5mA,=5mA,最大电流最大电流I IZmaxZmax=25mA=25mA。（1 1）分别计算）分别计算U UI I为为10V10V、20V20V、35V35V时输出时输出U UO O的值。的值。（2 2）若）若U UI I为为35V35V时负载开路，则会出现什么现象？时负载开路，则会出现什么现象？稳压管工作稳压管工作IR=(UI-UZ)/R=18mAIL=UZ/RL=12mA IZmin IDZ UZ稳压管将因功耗过大而损坏稳压管将因功耗过大而损坏 【例【例2 2】已知稳压管的已知稳压管的U UZ Z=6V, =6V, 最小电流最小电流I IZminZmin=5mA,=5mA,最大电流最大电流I IZmaxZmax=25mA=25mA。（1 1）分别计算）分别计算U UI I为为10V10V、20V20V、35V35V时输出时输出U UO O的值。的值。（2 2）若）若U UI I为为35V35V时时, ,负载开路，则会出现什么现象？负载开路，则会出现什么现象？假设稳压管工作假设稳压管工作IR=(UI-UZ)/R=29mA IDZ IZmaxIDZ = IR- IL =29mAUI为为35V时负载开路时负载开路.13【例【例3】两只稳压管的稳压值分别为】两只稳压管的稳压值分别为5V和和10V，正向，正向导通电压为导通电压为0.7V,将他们串联或者并联，可能得到几种将他们串联或者并联，可能得到几种电压值？电压值？15V5.7V10.7V1.4V5V0.7V.14小结小结 基本要求：基本要求：1. 掌握二极管的特性曲线；掌握二极管的特性曲线；2. 掌握二极管的等效电路；掌握二极管的等效电路；3. 掌握稳压管的稳压条件。掌握稳压管的稳压条件。.151.3 双极型晶体管双极型晶体管几种常见外形几种常见外形晶体管的结构晶体管的结构.16 1.3.1 晶体管的结构和类型晶体管的结构和类型NPN型型基区基区发射区发射区集电区集电区发射结发射结集电结集电结发射极发射极基极基极集电极集电极bec发射极箭头的方向发射极箭头的方向为为射极射极电流的方向电流的方向.17bPNP集电极集电极基极基极发射极发射极ce注意：注意：NPN型与型与PNP型三极管型三极管符号的区别符号的区别PNP型型CiEiBiCiEiBiNPN型型.18三极管的结构特点三极管的结构特点: :1 1、发射区的掺、发射区的掺杂浓度最高杂浓度最高2 2、基区很薄且掺、基区很薄且掺杂浓度很低杂浓度很低3 3、集电结的、集电结的面积很大面积很大bPNP集电极集电极基极基极发射极发射极ce.191.3.2 晶体管的电流放大作用晶体管的电流放大作用 晶体管工作在放大晶体管工作在放大状态的外部条件状态的外部条件:共射放大电路共射放大电路发射结发射结: 正向偏置正向偏置晶体管的放大作用晶体管的放大作用:小的基极电流可以控小的基极电流可以控制大的集电极电流制大的集电极电流集电结集电结: 反向偏置反向偏置BiCiNNP.201. 发射结加正向电压，发射结加正向电压，扩散运动形成发射极扩散运动形成发射极电流电流IE2. 扩散到基区的自由扩散到基区的自由电子与空穴的复合运电子与空穴的复合运动形成基极电流动形成基极电流IB3.集电结加反向电压，集电结加反向电压，漂移运动形成集电极漂移运动形成集电极电流电流IC一、晶体管内部载流子的运动一、晶体管内部载流子的运动IBIC.21BCEIII晶体管的电流分配关系晶体管的电流分配关系BCII共射直流电流共射直流电流放大系数放大系数1)1( BEBCIIII.22BCEIII 晶体管的电流分配关系晶体管的电流分配关系BCII 共射直流电流放大系数共射直流电流放大系数1)1( BEBCIIIIBCii 共射交流电流放大系数共射交流电流放大系数通常认为：通常认为：.23晶体管的电流分配关系晶体管的电流分配关系IBICIEIBICIE.241.3.3 晶体管的共射特性曲线晶体管的共射特性曲线UCEIC+-UBEIB+- 实验线路实验线路mA AVVRBECEBRC.251. 1. 输入特性输入特性IB( A)UBE(V)204060800.40.8导通电压：导通电压： 硅管硅管UBE 0.60.8V,锗管锗管UBE 0.10.3V。开启电压：开启电压：硅管硅管0.5V，锗管锗管0.1V。常数CEUBEBufi|UCE增大，特性曲线右移；当增大，特性曲线右移；当UCE1V后，曲线基本不变化后，曲线基本不变化.262. 输出特性输出特性IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域满足此区域满足IC= IB称为称为线性区（线性区（放放大区大区）UBE0 UCEUBEIC只与只与IB有关，有关，IC= IB常数BICECufi|发射结正偏，集电结反偏。发射结正偏，集电结反偏。.27IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域此区域(饱和区饱和区) ：UCE UBE,集电结正偏，集电结正偏， IBIC，UCES 0.3VUCES临界饱和线临界饱和线发射结正偏，集电结正偏。发射结正偏，集电结正偏。.28IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域此区域(截止区截止区) IB=0, IC=ICEO0,UBE 开启电压开启电压.29输出特性三个区域的特点输出特性三个区域的特点: :(1)(1)放大区：发射结正偏，集电结反偏。放大区：发射结正偏，集电结反偏。 电流关系：电流关系： I IC C= = I IB B , , 且且 I IC C = = I IB B 电压关系：电压关系： （NPN) NPN) （PNPPNP）CBEUUUEBcUUU.30(3) 截止区截止区： UBE I IC C 电压关系：电压关系： （NPN)NPN) （PNP) PNP) UCES 0.3V 0.3VECUUUBBCEUUU.311.3.4 晶体管的主要参数晶体管的主要参数一、直流参数一、直流参数二、交流参数二、交流参数1. 共射直流电流放大系数共射直流电流放大系数BCBCEOCIIIII2. 共基直流电流放大系数共基直流电流放大系数ECII1. 1. 共射交流电流放大系数共射交流电流放大系数= = =常数常数 CEUBCii2. 2. 共基交流电流放大系数共基交流电流放大系数 = = =常数常数 CBUECii通常认为：通常认为： ，.32三、极限参数三、极限参数1. 最大集电极耗散功率最大集电极耗散功率PCM3. 特征频率特征频率fT ： 使使的数值下降到的数值下降到1的信号频率的信号频率。2. 最大集电极集电极电流最大集电极集电极电流ICM3. 极间反向击穿电压极间反向击穿电压.331.3.5 温度对晶体管特性及参数的影响温度对晶体管特性及参数的影响一、温度对一、温度对I ICBO的影响的影响温度升高时，温度升高时， I ICBO增大。增大。二、温度对输入特性的影响二、温度对输入特性的影响三、温度对输出特性的影响三、温度对输出特性的影响温度升高时，温度升高时，特性曲线上特性曲线上移移温度升高时，温度升高时， 特性曲线左移特性曲线左移.340.7V4V00.7V0.3V0 0 4V00.7V0 4V【例【例1 】判断以下三极管的工作状态。】判断以下三极管的工作状态。放大放大饱和饱和截止截止倒置倒置.35【例【例2】现已测得某电路中几只晶体管三个极的现已测得某电路中几只晶体管三个极的直流电位如下，各晶体管开启电压均为直流电位如下，各晶体管开启电压均为0.5V0.5V。试判断各管的工作状态。试判断各管的工作状态。晶体管晶体管T1T2T3基极直流电位U基极直流电位UB B/V/V0.70.71 1-1-1发射极电位U发射极电位UE E/V/V0 00.30.3-1.7-1.7集电极直流电位U集电极直流电位UC C/V/V5 50.70.70 0工作状态工作状态放大放大放大放大饱和饱和.36【例【例3】测得测得放大电路中放大电路中六只晶体管的直流电位如图所六只晶体管的直流电位如图所示。在圆圈中画出管子，并分别说明它们是硅管还是示。在圆圈中画出管子，并分别说明它们是硅管还是锗管。锗管。解题思路解题思路(1)三极管处于放大状态三极管处于放大状态(2)确定基极和发射极确定基极和发射极(3)确定三极管为硅管还是锗管确定三极管为硅管还是锗管(4)确定为何种类型确定为何种类型作业：作业：P70 1.9.37【例【例3】测得测得放大电路放大电路中六只晶体管的直流电位如图所示。中六只晶体管的直流电位如图所示。在圆圈中画出管子，并分别说明它们是硅管还是锗管。在圆圈中画出管子，并分别说明它们是硅管还是锗管。硅管硅管硅管锗管锗管锗管.38总结：总结： 1、掌握三极管的电流分配关系。、掌握三极管的电流分配关系。 2、掌握三极管的外特性曲线。、掌握三极管的外特性曲线。 3、掌握三极管三种工作状态的、掌握三极管三种工作状态的 电压和电流关系及工作状态的判别。电压和电流关系及工作状态的判别。作业：习题作业：习题P70 1.9