第14部分二极管和晶体管PPT课件

1、第1页/共52页第2页/共52页14.1 半导体的导电特性半导体的导电特性第3页/共52页共价健 Si Si Si Si价电子第4页/共52页 Si Si Si Si价电子这一现象称为本征激发。空穴自由电子第5页/共52页第6页/共52页 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第7页/共52页 Si Si Si SiB硼原子硼原子空穴空穴第8页/共52页第9页/共52页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 扩散的结果使空间电荷区变宽。空间电荷区

2、也称 PN 结 +形成空间电荷区第10页/共52页PN 结变窄 P接正、N接负 外电场IF内电场PN+第11页/共52页+第12页/共52页 内电场被加强，少子的漂移加强，由于少子数量很少，形成很小的反向电流。IR+第13页/共52页第14页/共52页阴极引线阳极引线二氧化硅保护层P型硅N型硅( c ) 平面型金属触丝阳极引线N型锗片阴极引线外壳( a ) 点接触型铝合金小球N型硅阳极引线PN结金锑合金底座阴极引线( b ) 面接触型图 1 12 半导体二极管的结构和符号 阴极阳极( d ) 符号D第15页/共52页反向击穿电压U(BR)反向特性UIPN+PN+第16页/共52页第17页/共5

3、2页第18页/共52页定性分析：判断二极管的工作状态导通截止 若二极管是理想的，第19页/共52页例1：D6V12V3k BAUAB+第20页/共52页例2:mA43122D IBD16V12V3k AD2UAB+第21页/共52页V sin18itu t 第22页/共52页UZIZIZM UZ IZ_+UIO第23页/共52页ZZ ZIUr第24页/共52页晶体管的结构(a)平面型；(b)合金型BEP型硅N型硅二氧化碳保护膜铟球N型锗N型硅CBECPP铟球(a)(b)第25页/共52页(a)NNCEBPCETBIBIEIC(b)BECPPNETCBIBIEICCENNPBCEPPNB第26页

4、/共52页第27页/共52页EEBRBRC第28页/共52页晶体管电流放大的实验电路 mA AVVmAICECIBIERB+UBE +UCE EBCEB3DG100第29页/共52页符合基尔霍夫定律符合基尔霍夫定律第30页/共52页+ UBE ICIEIB CT E B +UCE (a) NPN 型晶体管；+ UBE IBIEIC CT EB +UCE 电流方向和发射结与集电结的极性(b) PNP 型晶体管第31页/共52页BECNNPEBRBECIEIBEICEICBO第32页/共52页ICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEICBOBCCBOBCBOCBECEIIIIIIII CE

5、OBCBOBC)(1 IIIII BC CEO III ，有，有忽略忽略第33页/共52页 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，是分析放大电路的依据。 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线第34页/共52页共发射极电路输入回路输出回路mA AVVICECIBRB+UBE +UCE EBCEB3DG100第35页/共52页常数常数 CE)(BEBUUfI3DG100晶体管的输入特性曲线O0.40.8IB/ AUBE/VUCE1V60402080第36页/共52页常数常数 B)(CECIUfI 共发射极电路ICEC=UCCIBRB+ UBE

6、+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 在不同的 IB下，可得出不同的曲线，所以晶体管的输出特性曲线是一组曲线。第37页/共52页常数常数 B)(CECIUfI 晶体管有三种工作状态，因而输出特性曲线分为三个工作区3DG100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对 NPN 型管而言, 应使 UBE 0, UBC UBE。第38页/共52页IC/mAUCE/V100

7、 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 124321IB =0对NPN型硅管，当UBE时, 即已开始截止, 为使晶体管可靠截止 , 常使 UBE 0。截止时, 集电结也处于反向偏置( (UBC 0),),此时, IC 0, UCE UCC 。IB = 0 的曲线以下的区域称为截止区。IB = 0 时, IC = ICEO( (很小) )。(ICEO第39页/共52页IC/mAUCE/V100 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 124321IB =0 IC UCC/RC 。 当 UCE 0) )，晶体管工作于饱和状态。第40页/共52页晶体管三种工作状

8、态的电压和电流(a)放大+ UBE 0 ICIB+UCE UBC 0+(b)截止IC 0 IB = 0+ UCE UCC UBC 0 IB+ UCE 0 UBC 0+CCCCRUI 当晶体管饱和时， UCE 0，发射极与集电极之间如同一个开关的接通，其间电阻很小；当晶体管截止时，IC 0 ，发射极与集电极之间如同一个开关的断开，其间电阻很大，可见，晶体管除了有放大作用外，还有开关作用。第41页/共52页 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 主要参数 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。第42页/共52页 BCII_ BCII 第43页/共52页53704051BC.II 400400605132BC .II 第44页/共5