第1章 半导体元件及其特性 电子技术（第2版_）课件.ppt

七段显示数码管有共阳极和共阴极之分，如下图所示。 共阳极LED分布 共阴极LED分布 1.3 晶体管 主要要求： 1.了解半导体三极管的结构、类型与参数 3.掌握半导体三极管的电流分配关系 4.掌握半导体三极管的特性曲线的含义 2.理解三极管的放大作用 5.了解复合三极管的概念与意义 认识三极管 1.三极管的结构 1.3.1 晶体管的结构和类型 N N P 发射极 E 基极 B 集电极 C 发射结 集电结 — 基区 NPN 型 E C B 三区 三极 两结 集电区 基区 发射区 集电极 Collector 基极Base 发射极Emitter 集电结 发射结 — 集电区 — 发射区 P P N PNP型 三极管的分类 按材料分 按频率特性分 按功率分 硅管 锗管 高频管 低频管 大功率管 中功率管 小功率管 按结构分 NPN管 PNP管 下面以NPN管为例讨论三极管的电流分配与放大作用，所得结论一样适用于PNP三极管。 1.3.2 晶体管电流分配和放大作用 注意：三极管放大的条件 内部 条件 发射区掺杂浓度高 基区薄且掺杂浓度低 集电结面积大 外部 条件 发射结正偏 集电结反偏 使发射结正偏 使集电结反偏 1.发射区向基区发射电子，形成发射极电流IE的主要成份。 IE 2.基区中电子的复合形成基极电流IB的主要成份。 IB 3.集电区收集电子形成集电极电流IC的主要成份。 IC 综上所述，得到三极管的电流分配关系： （1）IE=IC+IB （2）IC=βIB （3）IE=IC+IB =（1+ β ）IB≈ IC 三极管中还有一些少子电流，比如ICBO ，通常可以忽略不计，但它们对温度十分敏感。 1.3.3 晶体管的特性曲线 因为三极管有三个电极，因此，分别将三极管的三个电极作为输入端、输出端和公共端，有三种不同的三极管电路的组成方式。根据公共电极的不同，分别叫做共发射极电路、共集电极电路和共基极电路。 下图是测试三极管共发射极电路伏安特性曲线的电路图： 1. 输入特性曲线 uCE≧1V，集电结反偏，电场足以将发射区扩散到基区的载流子吸收到集电区形成IC， uCE 再增大曲线也几乎不变 死区电压与导通电压UBE 硅管分别约为0.5V和0.7V 锗管分别约为0.1V和0.3V （1）截止区——iB=0曲线以下的区域： iC= ICEO ≈ 0，两结均反偏，三极管各电极电流均约等于0，所以可以等效为断开的开关； 2. 输出特性曲线 放 大 区 截止区 ICEO 饱 和 区 （2）放大区——在iB=0的特性曲线上方，近似平行于横轴的曲线族部分： iC基本不随uCE变化仅受iB控制，iC=βiB，发射结正偏、集电结反偏，相当于受控电流源。 uCE /V iC / mA 100 μA 80 μA 60 μA 40 μA 20 μA IB = 0 O 2 4 6 8 10 25 20 15 10 5 （3）饱和区——输出特性曲线近似直线上升部分： 三极管饱和时管压降uCE很小，叫做饱和压降uCES，两结均正偏，相当于闭合开关。 1.3.4 晶体管的主要参数 1.电流放大系数 交流电流放大系数 直流电流放大系数 交流、直流电流放大系数的意义不同，但在输出特性线性良好的情况下，两个数值的差别很小，一般不作严格区分。 常用小功率三极管的β约为20~150左右。 2.极间反向电流 集、基间反向饱和电流 集、射间反向饱和电流 （穿透电流） 测试电路 测试电路 反向电流受温度 影响大 越小越好 1.3.5 复合晶体管 复合 三极管是把两个三极管的引脚适当地连接起来等效为一个三极管，从而获得对电流放大系数等参数的改变。 可以证明：复合管的电流放大系数近似为两个管子电流放大系数的乘积，但复合管的穿透电流也较大。 1.4 场效应管 主要要求： 1.了解场效应管的结构、特点 2.了解场效应管的原理、特性曲线与参数 场效应管是一种利用电场效应来控制其电流大小的半导体三极管，是利用一种载流子导电的单极型器件。 特点：具有输入电阻高、噪声低、热稳定性好、抗辐射能力强、耗电省等优点，制作工艺简单、便于集成。 * 第 1