城市轨道交通电工电子技术(第2版)课件：常用半导体器件

城市轨道交通电工电子技术（第2版）

活塞连杆组故障诊断与修复常用半导体器件

教学目标1.了解本征半导体、杂质半导体及PN结；2.掌握二极管的单向导电性；3.了解特殊二极管的特点及应用；4.掌握三极管的放大作用、开关作用及所需条件。

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学时

建议学时

电工电子技术的发展在近五十年来得到了飞速的发展，特别是微电子技术和其他高技术的发展，使城市轨道交通等领域以及人们的社会生活发生了令人瞩目的变化，世界进入了信息时代，而作为电工电子技术的另外一大分支——电子技术必将以更快的速度前进。半导体元器件是电子技术的重要组成部分，由于它具有体积小、质量轻等特点而被广泛应用。集成电路特别是大规模和超大规模集成电路不断更新换代，致使电子设备在微型化、可靠性和电子系统设计的灵活性等方面有了重大的进步，因而电子技术成为当代高新技术的龙头。6.1半导体的基础知识

6.1.1半导体6.1.1.1半导体的特点半导体是导电能力介于导体与绝缘体之间的一种物质。半导体的导电性能有以下显著特点：（1）杂敏性，又称掺杂性。半导体的导电能力因掺入适量杂质而发生很大的变化。利用这一特性，通过工艺手段，可以制造出不同性能、不同用途的半导体器件，如普通二极管、三极管、晶闸管、电阻和电容等。（2）热敏性，半导体的电阻率随温度上升而明显下降，导电能力随着温度的升高而迅速增加。利用这种热敏效应可制成热敏器件，热敏器件可以感知万分之一摄氏度的温度变化。6.1半导体的基础知识

6.1.1半导体6.1.1.1半导体的特点（3）光敏性，半导体的导电能力随光照的变化有显著改变的特性。光照不仅可改变半导体的电导率，还可以产生电动势，是半导体的光电效应。利用光电效应可制成光敏电阻、光电晶体管、光电耦合器和光电池等。在电子器件中，常用的半导体材料有：元素半导体，如硅（Si）、锗（Ge）等；化合物半导体，如砷化镓（GaAs）等；以及掺杂或制成其他化合物半导体的材料，如硼（B）、磷（P）铟（In）等。其中，硅是目前最常用的一种半导体材料。半导体与金属和许多绝缘体一样，由原子组成，按照一定的规律排列，均具有晶体结构，如图6-1所示。电脑主板上有很多小的元器件，这些元件主要是半导体元件，是电子线路的核心元件，只有掌握半导体元件的结构、性能、工作原理和特点，才能正确分析电子电路工作原理，才能正确选择和合理使用半导体元件。6.1半导体的基础知识

6.1.1半导体6.1.1.1半导体的特点6.1半导体的基础知识图6-1半导体原子结构和晶体结构

6.1.1半导体6.1.1.2本征半导体硅（Si）和锗（Ge），它们都是四价元素，在最外层原子轨道上具有四个电子，称为价电子。半导体具有晶体结构，它们的原子形成有序排列，邻近原子之间由共价键联结在一起。本征半导体是一种完全纯净的、结构完整的半导体晶体。本征半导体又称纯净半导体。本征半导体的导电能力很弱，原子之间的共价键结构非常稳定，价电子不易脱离束缚而成为自由电子，但是当获得足够的能量后，一些价电子可能挣脱共价键的束缚游离出来成为自由电子。会在原来的位置上留下一个“空位”，使共价键不稳定，这个空位称为空穴。空穴的出现是半导体区别于导体的一个重要特点。6.1半导体的基础知识

6.1.1半导体6.1.1.2本征半导体在半导体中，有两种载流子，即空穴和自由电子，如图6-2所示。在本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现的。也就是说，有一个自由电子就必定有一个空穴，在任何时候，本征半导体中的自由电子和空穴数总是相等的。6.1半导体的基础知识图6-2半导体的两种载流子

6.1.1半导体6.1.1.3杂质半导体为了提高半导体的导电性能，在本征半导体中掺入微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著的改变。根据掺杂物质的不同，杂质半导体可分为下列两种。（1）P型半导体。在本征硅（或锗）中掺入少量的三价元素杂质，如硼（B），所形成的半导体为P型半导体。当它和周围的硅原子组成共价键时，由于缺少一个电子而形成空穴。控制掺入杂质的多少，便可控制空穴数量。这样，空穴数目就远大于自由电子数，在这种半导体中，以空穴导电为主，因此空穴为多数载流子。由于空穴带正电，这种半导体称为P（Positive）型半导体（空穴型），如图6-3所示。6.1半导体的基础知识

6.1.1半导体6.1.1.3杂质半导体（1）P型半导体。

6.1半导体的基础知识图6-3P型半导体晶体结构

6.1.1半导体6.1.1.3杂质半导体（2）N型半导体。在本征硅（或锗）中掺入少量的五价元素杂质，如磷（P），所形成的半导体为N型半导体。由于磷元素有5个价电子，其最外层的4个电子与相邻的4个硅（或锗）原子组成共价键结构，有1个价电子游离于共价键之外，成为自由电子。控制掺入杂质的多少，便可控制自由电子数量。这样，自由电子数目就远大于空穴数，在这种半导体中，以自由电子导电为主，因此自由电子为多数载流子。由于自由电子带负电，这种半导体称为N（Negative）型半导体（自由电子型），如图6-4所示。

注意：不论是P型半导体还是N型半导体，虽然都有一种载流子占多数，但晶体中带电粒子的正、负电荷数相等，仍然呈电中性而不带电。6.1半导体的基础知识

6.1.1半导体6.1.1.3杂质半导体（2）N型半导体。

6.1半导体的基础知识图6-4Ｎ型半导体晶体结构

6.1.2PN结6.1.2.1PN结的形成PN结是半导体的核心。将P型半导体和N型半导体使用特殊工艺连在一起时，N区中浓度高的自由电子会扩散到P区，并与P型半导体中的空穴复合。同时P区中浓度高的空穴会扩散到N区，并与N型半导体中的自由电子复合。在P型半导体和N型半导体的交界面上，可自由移动的空穴和自由电子相互中和形成了一个具有特殊电性能的薄层，称为空间电荷区，即PN结，如图6-5所示。6.1半导体的基础知识图6-5PN结的形成

6.1.2PN结6.1.2.2PN结的特性PN结具有单向导电性。PN结外加正向电压（又称正向偏置）时，即P端引出极接电源正极，N端引出极电源负极，如图6-7a）所示。这时外加电场与内电场方向相反，内电场被削弱，多数载流子的扩散运动大大超过少数载流子的漂移运动，N区的电子不断扩散到P区，P区的空穴也不断扩散到N区，形成较大的正向电流，这时称PN结处于导通状态。6.1半导体的基础知识图6-7PN结的单向导电性

6.1.2PN结6.1.2.2PN结的特性综上所述，PN结正向偏置时，处于导通状态，有较大电流通过；PN结反向偏置时，处于截止状态，有反向电流很小，这就是PN结的单向导电性。6.1半导体的基础知识

6.2.1二极管的结构和类型二极管就是由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成的。由Ｐ区引出的电极称为阳极，Ｎ区引出的电极称为阴极。因为PN结的单向导电性，二极管导通时电流方向是由阳极通过管子内部流向阴极。二极管的种类很多，按材料来分，最常用的有硅管和锗管两种；按结构来分，有点接触型（电流小，高频应用），面接触型（电流大，用于整流）；按用途来分，有普通二极管、整流二极管、稳压二极管等多种，如图6-8、图6-9所示。6.2二极管图6-8常用二极管的符号、结构和外形示意图

6.2.1二极管的结构和类型

6.2二极管图6-9二极管图形符号

6.2.1二极管的结构和类型二极管两管脚有正、负极之分，二极管图形符号中，三角一端为正极，短杠一端为负极。二极管实物中，有的将电路符号印在二极管上标示出极性，有的在二极管负极一端印上一道色环作为负极标记，有的二极管两端形状不同，平头为正极，圆头为负极。使用中应注意识别。按国家标准《半导体分立器件型号命名方法》（GB/T249—2017）规定，二极管的型号由五部分组成，见表6-1。6.2二极管

6.2.1二极管的结构和类型常见的二极管有2AP7、2DZ54C等，根据表6-1可自行判断其意义。6.2二极管

6.2.2二极管的伏安特性及其检测二极管的电流与电压的关系曲线，称为二极管的伏安特性。二极管的伏安特性曲线如图6-9所示。二极管的核心是一个PN结，具有单向导电性，其实际伏安特性与理论伏安特性略有区别。由图6-10可见，二极管的伏安特性曲线是非线性的，可分为三部分：正向特性、反向特性和反向击穿特性。6.2二极管图6-10二极管的伏安特性

6.2.2二极管的伏安特性及其检测6.2.2.1正向特性正向特性位于图中第一象限。当外加正向电压很低时，管子内多数载流子的扩散运动没形成，故正向电流几乎为零。当正向电压超过一定数值时，才有明显的正向电流，这个电压值称为死区电压。通常硅管的死区电压约为0.5V，锗管的死区电压约为0.2V。当正向电压大于死区电压后，正向电流迅速增长，曲线接近上升直线，在伏安特性的这一部分，当电流迅速增加时，二极管的正向压降变化很小，硅管正向压降为0.6～0.7V，锗管的正向压降为0.2～0.3V。二极管的伏安特性对温度很敏感，温度升高时，正向特性曲线向左移，如图6-9所示。这说明，对应同样大小的正向电流，正向压降随温升而减小。研究表明，温度每升高1℃，正向压降减小2mV。6.2二极管

6.2.2二极管的伏安特性及其检测6.2.2.2反向特性反向特性位于图中第三象限。二极管加上反向电压时，形成很小的反向电流，且在一定温度下它的数量基本维持不变。因此，当反向电压在一定范围内增大时，反向电流的大小基本恒定，而与反向电压大小无关，故称为反向饱和电流。一般小功率锗管的反向电流可达几十微安（μA），而小功率硅管的反向电流要小得多，一般在0.1μA以下。当温度升高时，少数载流子数目增加，使反向电流增大，特性曲线下移。研究表明，温度每升高10℃，反向电流近似增大一倍。当二极管的外加反向电压大于一定数值（反向击穿电压）时，反向电流突然急剧增加称为二极管反向击穿。反向击穿电压一般在几十伏以上。6.2二极管

6.2.2二极管的伏安特性及其检测6.2.2.3二极管的管脚识别和检测（1）检测时，万用表置于“R×1K”挡，两表笔分别接到二极管的两端，如果测得的电阻值较小，则为二极管的正向电阻，这时与黑表笔（即表内电池正极）相连接的是二极管正极，与红表笔（即表内电池负极）相连接的是二极管负极；如果测得的电阻值很大，则为二极管的反向电阻，这时与黑表笔相接的是二极管负极，与红表笔相接的是二极管正极。（2）正常的二极管，其正、反向电阻的阻值应该相差很大，且反向电阻接近于无穷大。如果某二极管正、反向电阻值均为无穷大，说明该二极管内部断路损坏；如果正、反向电阻值均为0，说明该二极管已被击穿短路；如果正、反向电阻值相差不大，说明该二极管质量太差，也不宜使用。6.2二极管

6.2.2二极管的伏安特性及其检测6.2.2.3二极管的管脚识别和检测（3）由于锗二极管和硅二极管的正向管压降不同，因此可以用测量二极管正向电阻的方法来区分锗二极管和硅二极管。如果正向电阻小于1kΩ，则为锗二极管；如果正向电阻为1～5kΩ，则为硅二极管。6.2二极管

6.2.3二极管的主要参数二极管的特性除用伏安特性曲线表示外，参数同样能反映二极管的电性能，器件的参数是正确选择和使用器件的依据。各种器件的参数由厂家产品手册给出，由于制造工艺方面的原因，即使同一型号的管子，参数也存在一定的分散性，因此手册常给出某个参数的范围。半导体二极管的主要参数有以下几个。6.2.3.1最大整流电流IDM

IDM指二极管长期工作时，允许通过的最大的正向平均电流。在使用时，若电流超过这个数值，将使ＰＮ结过热而把管子烧坏。6.2.3.2反向工作峰值电压URM

URM是指管子不被击穿所允许的最大反向电压。一般这个参数是二极管反向击穿电压的一半，若反向电压超过这个数值，管子将会有击穿的危险。6.2二极管

6.2.3二极管的主要参数6.2.3.3反向峰值电流IRM

IRM是指二极管加反向电压URM时的反向电流值，IRM越小二极管的单向导电性越好。IRM受温度影响很大，使用时要加以注意。硅管的反向电流较小，一般在几微安以下，锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。6.2.3.4最高工作频率fM

fM指二极管单向导电作用开始明显退化的交流信号的频率。二极管在外加高频交流电压时，由于ＰＮ结的电容效应，单向导电作用退化。6.2二极管

6.2.4二极管的典型应用电路6.2.4.1开关电路普通二极管可以作为电子开关，如图6-11所示。图中ui为交流信号（有用信息），是受控对象，其电压幅值一般很小，几毫伏以下；E为控制二极管VD通断的直流电压，其值最大可达几伏以上。当E=0时，由于二极管的开启电压为0.5V左右，几毫伏的交流电压ui不足使其导通，因此，二极管VD截止，近似为断路，输出电压u0=0；当E为几伏以上时，二极管导通，近似为短路，输出交流电压u0=ui。由此可见，只要简单改变直流电压E的大小，就可以很方便地实现对交流信号的开关控制。6.2二极管图6-11电子开关电路

6.2.4二极管的典型应用电路6.2.4.2整流电路普通二极管可以用于整流电路，若电流较大，一般用大电流整流管。图6-12所示为简单整流电路，其输入、输出波形如图6-13所示。整流的过程可以把双向交流电变为单向脉动交流电。脉动交流电虽然含有较大的直流成分，但由于脉动成分仍较大，所以还不能直接用作直流电。通常在输出端并接电容或串联电感滤除交流分量，从而使输出电压中的脉动成分大大减小，比较接近于直流电。6.2二极管图6-12二极管整流电路图6-13整流电路波形

6.2.5特殊二极管6.2.5.1稳压二极管稳压管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管，具有稳定电压的作用。图615a）所示为稳压管在电路中的正确连接方法；图6-15b）、c）所示为稳压管的伏安特性及图形符号。稳压管与普通二极管的主要区别在于，稳压管是工作在PN结的反向击穿状态。通过在制造过程中的工艺措施和使用时限控制反向电流的大小，能保证稳压管在反向击穿状态下不会因过热而损坏。从稳压管的反向特性曲线可以看出，当反向电压较小时，反向电流几乎为零；当反向电压增高到击穿电压UZ（也是稳压管的工作电压）时，反向电流IZ（稳压管的工作电流）会急剧增加，稳压管反向击穿。在特性曲线ab段，当IZ在较大范围内变化时，稳压管两端电压UZ基本不变，具有恒压特性，利用这一特性可以起到稳定电压的作用。稳压管与一般二极管不一样，它的反向击穿是可逆的，只要不超过稳压管的允许值，PN结就不会过热损坏，当外加反向电压去除后，稳压管恢复原性能，所以稳压管具有良好的重复击穿特性。6.2二极管

6.2.5特殊二极管6.2.5.1稳压二极管

6.2二极管图6-15稳压管的电路图、电路符号和伏安特性

6.2.5特殊二极管6.2.5.2发光二极管发光二极管是一种将电能直接转换成光能的半导体固体显示器件，简称LED（LightEmittingDiode）。和普通二极管相似，发光二极管也是由一个PN结构成。发光二极管的PN结封装在透明塑料壳内，外形有方形、矩形和圆形等。发光二极管的驱动电压低、工作电流小，具有很强的抗振动和冲击能力，还有体积小、可靠性高、耗电省和寿命长等优点，广泛用于信号指示等电路中。在电子技术中常用的数码管，就是用发光二极管按一定的排列组成的。6.2二极管

6.2.5特殊二极管6.2.5.2发光二极管发光二极管的原理与光电二极管相反。当这种管子正向偏置通过电流时会发出光来，这是由于电子与空穴直接复合时放出能量的结果。它的光谱范围比较窄，其波长由所使用的基本材料而定。不同半导体材料制造的发光二极管发出不同颜色的光，如磷砷化镓（GaAsP）材料发红光或黄光，磷化镓（GaP）材料发红光或绿光，氮化镓（GaN）材料发蓝光，碳化硅（SiC）材料发黄光，砷化镓（GaAs）材料发不可见的红外线，如图6-16所示。发光二极管的伏安特性和普通二极管相似，死区电压为0.9～11V，其正向工作电压为1.5～2.5V，工作电流为5～15mA。反向击穿电压较低，一般小于10V。6.2二极管

6.2.5特殊二极管6.2.5.2发光二极管

6.2二极管图6-16发光二极管

6.2.5特殊二极管6.2.5.3光电二极管光电二极管又称光敏二极管。它的管壳上备有一个玻璃窗口，以便于接受光照。其特点是，当光线照射于它的PN结时，可以成对地产生自由电子和空穴，使半导体中少数载流子的浓度提高。这些载流子在一定的反向偏置电压作用下可以产生漂移电流，使反向电流增大。因此它的反向电流随光照强度的增加而线性增大，这时光电二极管等效于一个恒流源。当无光照时，光电二极管的伏安特性与普通二极管一样。光电二极管的等效电路如图6-17a）所示，图6-17b）为光电二极管的图形符号。6.2二极管图6-17光电二极管

6.2.5特殊二极管6.2.5.3光电二极管光电二极管作为光控元件，可用于各种物体检测、光电控制、自动报警等方面。当制成大面积的光电二极管时，可当作一种能源而称为光电池。此时它不需要外加电源，就能够直接把光能变成电能。6.2二极管

6.3.1三极管的结构和类型三极管内部有两个PN结，且N型半导体和P型半导体交错排列形成三个区，分别称为发射区，基区和集电区。从三个区引出的引脚分别称为发射极、基极和集电极，用符号e、b、c表示。处在发射区和基区交界处的PN结称为发射结；处在基区和集电区交界处的PN结称为集电结。根据组成结构的不同，三极管分为NPN型三极管和PNP型三极管，如图6-18所示。符号中箭头的指向表示发射结处在正向偏置时电流的流向。6.3三极管图6-18三极管内部结构与符号

6.3.1三极管的结构和类型三极管通常又称双极型晶体管，简称晶体管。三极管在电路中常用字母V表示。因三极管内部的两个PN结相互影响，使三极管呈现出单个PN结所没有的电流放大的功能，开拓了PN结应用的新领域，促进了电子技术的发展。三极管除了PNP和NPN两种类别的区分外，还有很多种类。根据三极管工作频率的不同，可将三极管分为低频管和高频管；根据三极管消耗功率的不同，可将三极管分为小功率管、中功率管和大功率管等。6.3三极管

6.3.1三极管的结构和类型常见三极管的外形如图6-19所示。6.3三极管图6-19三极管内部结构与符号

6.3.1三极管的结构和类型按国家标准《半导体分立器件型号命名方法》（GB/T249—2017）规定，三极管的型号由五部分组成，见表6-2。6.3三极管

6.3.2三极管的电流分配与放大作用6.3.2.1三极管的结构特点三极管具有电流放大作用，其结构有以下特点：（1）为了便于发射结发射电子，发射区半导体的掺杂溶度远高于基区半导体的掺杂溶度，且发射结的面积较小。（2）发射区和集电区虽为同一性质的掺杂半导体，但发射区的掺杂溶度要高于集电区的掺杂溶度，且集电结的面积要比发射结的面积大，便于收集电子。（3）联系发射结和集电结两个PN结的基区非常薄，且掺杂溶度也很低。上述的结构特点是三极管具有电流放大作用的内因。要使三极管具有电流放大作用，除了三极管的内因外，还要有外部条件：三极管的发射极为正向偏置，集电结为反向偏置。6.3三极管

6.3.2三极管的电流分配与放大作用6.3.2.2三极管的电流分配关系和电流放大系数如图6-20所示，在实验电路中，由基极b、发射结、发射极e、电源UBB和电位器RB组成的回路称为基极回路。由集电极c、三极管V、发射极e、电源UCC组成的回路称为集电极回路。6.3三极管图6-20三极管实验电路

6.3.2三极管的电流分配与放大作用6.3.2.2三极管的电流分配关系和电流放大系数改变基极回路中电位器RB的阻值，导致发射结正偏电压UBE变化，使基极电流IB变化。IB变化引起集电极电流IC和发射极电流IE都随之发生变化。且三极管三个电极的电流IE、IB、IC之间的关系满足：且IC稍小于IE，而比IB大得多。因此集电极电流与发射极电流近似相等，即IE≈IC。6.3三极管

6.3.3三极管的伏安特性三极管的特性曲线是描述三极管各个电极之间电压与电流关系的曲线，它们是三极管内部载流子运动规律在管子外部的表现。三极管的特性曲线反映了它的技术性能，是分析放大电路技术指标的重要依据。三极管特性曲线可在三极管图示仪上直观地显示出来，也可从手册上查到某一型号三极管的典型曲线。三极管共发射极放大电路的特性曲线有输入特性曲线和输出特性曲线，下面以硅材料NPN型三极管为例，来讨论三极管共射电路的特性曲线。6.3三极管

6.3.3三极管的伏安特性6.3.3.1输入特性曲线输入特性曲线是描述三极管在管压降UCE保持不变的前提下，基极电流iB和发射结压降uBE之间的关系，三极管的输入特性曲线如图6-21所示。6.3三极管图6-21三极管输入特性曲线

6.3.3三极管的伏安特性6.3.3.1输入特性曲线由图6-21可见，NPN型三极管共射极输入持性曲线的特点如下：（1）在输入特性曲线上也有一个开启电压，在开启电压内，uBE虽已大于零，但iB几乎仍为零，只有当uBE的值大于开启电压后，iB的值才与二极管一样随uBE的增加按指数规律增大。硅三极管的开启电压约为0.5V，发射结导通电压为0.6～0.7V；锗三极管的开启电压约为0.2V，发射结导通电压为0.2～0.3V。（2）当UCE=0V时，相当于集电极和发射极短路，即集电结和发射结并联，输入特性曲线和PN结的正向特性曲线相类似。由于正常工作时，要求集电结反偏，所以对于硅三极管来说，总有UCE≥1V（正常工作时，硅三极管发射结正偏电压UBE为0.6～0.7V）。而且三极管图示仪测量出UCE≥1V以后的输入特性曲线都是重合的。为此，只要给出UCE=1V时的输入特性就可以了。6.3三极管

6.3.3三极管的伏安特性6.3.3.2输出特性曲线输出特性曲线是描述三极管在输入电流IB保持不变的前提下，集电极电流iC和管压降uCE之间的关系。三极管的输出特性曲线如图6-22所示。由图6-22可见，当IB改变时，iC和uCE的关系是一组平行的曲线族，并有截止、放大、饱和三个工作区。6.3三极管图6-22三极管的输出特性曲线

6.3.3三极管的伏安特性6.3.3.2输出特性曲线（1）截止区。

IB=0特性曲线以下的区域称为截止区。此时三极管的集电结处于反偏，发射结电压uBE＜0，也是处于反偏的状态。由于IB＝0，在反向饱和电流可忽略的前提下，IC也等于0，三极管无电流的放大作用。处在截止状态下的三极管，发射极和集电结都是反偏，在电路中犹如一个断开的开关。实际的情况是：处在截止状态下的三极管集电极有很小的电流ICE0，该电流称为三极管的穿透电流，它是在基极开路时测得的集电极—发射极间的电流，不受IB的控制，但受温度的影响。6.3三极管

6.3.3三极管的伏安特性6.3.3.2输出特性曲线（2）饱和区。在图6-22所示的三极管放大电路中，集电极接有电阻RC。如果电源电压UCC一定，当集电极电流iC增大时，uCE=UCC-iCRC将下降。对于硅三极管，当uCE降低到小于0.7V时，集电结也进入正向偏置的状态，集电极吸引电子的能力将下降，此时IB再增大，IC几乎就不再增大了，三极管失去了电流放大的作用。处于这种状态下工作的三极管称为饱和。6.3三极管

6.3.3三极管的伏安特性6.3.3.2输出特性曲线（2）饱和区。规定UCE＝UBE时的状态为临界饱和态，图6-22中的虚线为临界饱和线。三极管饱和时的UCE值称为饱和管压降，记作UCES。小功率硅三极管的UCES约为0.3V，锗三极管的UCES约为0.1V。当三极管两端的电压UCE＜UCES时，三极管将进入深度饱和的状态，在深度饱和的状态下，IC=βIB的关系不成立，三极管的发射结和集电结都处于正向偏置会导电的状态下，在电路中犹如一个闭合的开关。三极管截止和饱和的状态与开关断、通的特性很相似，数字电路中的各种开关电路就是利用三极管的这种特性来制作的。（3）放大区。三极管输出特性曲线饱和区和截止区之间的部分就是放大区。工作在放大区的三极管才具有电流的放大作用。此时三极管的发射结处在正偏，集电结处在反偏。6.3三极管

6.3.4三极管的主要参数6.3.4.1电流放大系数β和β在三极管放大电路中，若交流输入信号为零，则三极管各极间的电压和电流都是直流量，此时的集电极电流IC和基极电流IB的比就是β，β称为共射直流电流放大系数。当三极管放大电路有交流信号输入时，因交流信号的作用，必然会引起IB的变化，相应的也会引起IC的变化，两电流变化量的比β称为交流电流放大系数。6.3三极管

6.3.4三极管的主要参数6.3.4.1电流放大系数β和β电流放大系数β和β的含义虽然不同，但工作在输出特性曲线放大区平坦部分的三极管，两者的差异极小，可做近似相等处理，故在今后应用时，通常不加区分，直接互相替代使用。由于工艺的分散性，一个三极管做成以后，它的β就确定了。同一型号三极管的β值差异较大。常用的小功率三极管，β值一般为20~100。β过小，三极管的电流放大作用小；β过大，三极管工作的稳定性差，一般选用β在40~80之间的三极管较为合适。此外，β还与工作温度有关系，温度每升高1℃，β值增加0.5%~1%。6.3三极管

6.3.4三极管的主要参数6.3.4.2极间反向饱和电流ICBS和ICES（1）集电结反向饱和电流ICBS是指发射极开路，集电结加反向电压时测得的集电极电流。常温下，硅三极管的ICBS在nA（10-9）的量级，通常可忽略。（2）集电极—发射极反向电流ICES是指基极开路时，集电极与发射极之间的反向电流，即穿透电流，穿透电流的大小受温度的影响较大，穿透电流小的三极管热稳定性好。6.3三极管

6.3.4三极管的主要参数