第一章-半导体二极管和晶体管b.ppt

1,第一章半导体二极管和晶体管,1.1半导体的基本知识1.2PN结1.3半导体二极管1.4半导体二极管的应用1.5稳压二极管1.6双极型晶体管,2,1.6双极型晶体管（BJT）,晶体管又称半导体三极管,晶体管是最重要的一种半导体器件之一，它的放大作用和开关作用，促使了电子技术的飞跃。,3,半导体三极管有两大类型：一是双极型半导体三极管二是场效应半导体三极管*,双极型半导体三极管是由两种载流子参与导电的半导体器件，它由两个PN结组合而成，是一种CCCS器件。,场效应型半导体三极管仅由一种载流子参与导电，是一种VCCS器件。,4,双极型晶体管的结构,1.NPN型晶体管结构示意图和符号,(2)根据使用的半导体材料分为:硅管和锗管,(1)根据结构分为:NPN型和PNP型,晶体管的主要类型,5,发射区,集电区,基区,发射极E(e),集电极C(c),发射结JE,集电结JC,基极B(b),NPN型晶体管结构示意图,6,NPN型晶体管符号,7,2.PNP型晶体管结构示意图和符号,8,(1)发射区面积小，掺杂浓度高。,3.晶体管的内部结构特点（具有放大作用的内部条件）,平面型晶体管的结构示意图,9,(2)集电区面积大，掺杂浓度低。,(3)基区掺杂浓度很低，且很薄。,10,晶体管的工作原理（以NPN型管为例）,依据两个PN结的偏置情况,放大状态,饱和状态,截止状态,倒置状态,11,1发射结正向偏置、集电结反向偏置放大状态,原理图,电路图,12,(1)电流关系,a.发射区向基区扩散电子,形成发射极电流IE,发射区向基区扩散电子,称扩散到基区的发射区多子为非平衡少子,+,+,13,b.基区向发射区扩散空穴,基区向发射区扩散空穴,发射区向基区扩散电子,形成空穴电流,+,+,14,+,+,因为发射区的掺杂浓度远大于基区浓度，空穴电流可忽略不记。,基区向发射区扩散空穴,发射区向基区扩散电子,15,+,+,c.基区电子的扩散和复合,非平衡少子在基区复合，形成基极电流IB,非平衡少子向集电结扩散,16,+,+,非平衡少子到达集电区,d.集电区收集从发射区扩散过来的电子,形成集电极电流IC,17,+,+,少子漂移形成反向饱和电流ICBO,e.集电区、基区少子相互漂移,集电区少子空穴向基区漂移,基区少子电子向集电区漂移,18,晶体管的电流分配关系动画演示,19,发射结回路为输入回路，集电结回路为输出回路。,基极是两个回路的公共端，称这种接法为共基极接法。,输入回路,输出回路,20,定义,称为共基极直流电流放大系数，反映了发射区注入基区的电子被集电区收集的能力,21,各电极电流之间的关系,IE=IC+IB,22,晶体管共射极接法,原理图,电路图,23,定义,为共射极直流电流放大系数,当UCEUBE时，发射结正偏，集电结反偏，晶体管仍工作于放大状态。,24,各电极电流之间的关系,ICEO称为穿透电流,25,或,的关系,由,一般情况,26,如果UBE0，那么IB0，IC0，IE0,当输入回路电压,UBE=UBE+UBE,那么,IB=IB+IB,IC=IC+IC,IE=IE+IE,如果UBE0，那么IB0，ICVBVE，PNP管：VEVBVC；（2）导通电压：硅管|VBE|=0.60.7V，硅管|VBE|=0.20.3V，,50,例2已知NPN型硅管T1T4各电极的直流电位如表所示，试确定各晶体管的工作状态。,提示：NPN管（1）放大状态：VBEVon,VCEVBE;（2）饱和状态：VBEVon,VCEVBE;（3）截止状态：VBEVon,放大,饱和,放大,截止,51,例3如图所示电路中，晶体管为硅管，VCES=0.3V。求：当VI=0V、VI=1V和VI=2V时VO=?,解：(1)VI=0V时，VBEVon，晶体管截止，IC=IB=0，VO=VCC=12V。,52,(3)VI=2V时：,(2)VI