电工学(Ⅲ)第04章.ppt

第 4 章 晶体管电路基础 本章教学基本要求 理解PN结的单向导电性。了解二极管、稳压管、三极管的基本构造、工作原理和主要特性曲线，理解主要参数的意义。 会分析含有二极管的电路。 理解基本放大电路的构成与工作原理,并能进行静态分析与动态分析;掌握微变等效电路的绘制和分析方法 本章讲授学时:8学时 自学学时:24学时 主要内容 二极管及应用电路 三极管及放大电路 多级放大电路 本章小结 二极管及应用电路 半导体基本知识 半导体二极管 二极管的应用 半导体基本知识 本征半导体 杂质半导体 PN结及其单向导电性 本征半导体(1) 半导体的概念 本征半导体(2) 半导体材料的特性 本征半导体(3) 本征半导体的概念 本征半导体(4) 本征半导体的特性 本征半导体(6) 本征半导体的导电机理 本征半导体(7) 本征半导体的导电机理 本征半导体(8) 本征半导体的导电机理 本征半导体(9) 本征半导体的导电机理 杂质半导体 本征半导体虽然有自由电子和空穴两种载流子，但由于数目极少导电能力仍然很低。如果在其中掺入微量的杂质(某种元素)，这将使掺杂后的半导体(杂质半导体)的导电性能大大增强 N型半导体 P型半导体 N型半导体(1) 在硅或锗晶体中掺入磷(或其它五价元素)。每个磷原子有5个价电子故在构成共价键结构时将因增加一个电子而形成一个自由电子，这样，在半导体中就形成了大量自由电子。这种以自由电子导电作为主要导电方式的半导体称为电子型半导体或N型半导体。 P型半导体(1) 在硅或锗晶体中渗入硼(或其它三价元素)。每个硼原子只有三个价电子故在构成共价键结构时将因缺少一个电子而形成一个空穴，这样，在半导体中就形成了大量空穴。这种以空穴导电作为主要导电方式的半导体称为空穴半导体或P型半导体。 不论是N型半导体还是P型半导体，都只有一种多数载流子。然而整个半导体晶体仍是电中性的。 思考题1： 电子导电与空穴导电有什么区别？空穴电流是不是自由电子递补空穴所形成的？ 杂质半导体中的多数载流子和少数载流子是怎么产生的？为什么杂质半导体中的少数载流子比本征半导体中的浓度还小。 N型半导体中的自由电子多于空穴，P型半导体中的空穴多于自由电子，是否N型半导体带负电，P型半导体带正电？ 思考题2 填空 PN结及其单向导电性(1) 载流子的运动 PN结及其单向导电性(2) 载流子的扩散运动 PN结及其单向导电性(3) PN结的形成 PN结及其单向导电性(4) PN结的形成 PN结及其单向导电性(5) PN结的单向导电性 PN结及其单向导电性(6) PN结的单向导电性 半导体二极管 二极管的电路符号与基本结构 二极管的伏安特性 二极管的电路模型 二极管的主要参数 二极管的电路符号与基本结构(1) 二极管的电路符号与特点 二极管的电路符号与基本结构(2) 二极管的基本结构 二极管的电路符号与基本结构(3) 半导体二极管照片 二极管的电路符号与基本结构(4) 半导体二极管照片 二极管的电路符号与基本结构(5) 半导体二极管照片 二极管的伏安特性(1) 正向特性： 二极管的伏安特性(2) 反向特性： 二极管的电路模型(1) 在实际电路分析、设计中常使用逐段线性的二极管特性 二极管的电路模型(3) 理想二极管应用电路实例 二极管的主要参数(1) 二极管的特性除用伏安特性曲线表示外，还可用一些数据来说明，这些数据就是二极管的参数。二极管的主要参数有下面几个 最大整流电流ICM 最高反向电压URM 最大反向电流IRM 最高工作频率 fM 二极管的主要参数(2) 1.最大整流电流ICM 二极管的主要参数(3) 3、最大反向电流 IR 二极管的应用 二极管的应用 钳位 削波 隔离 整流 限幅 特殊二极管 二极管的应用(1) 例1：电路如图，求：UAB 二极管的应用(2) 二极管的应用(3) 二极管的应用(4) 例4 在如图所示的两个电路中，已知ui=30sinωtV，二极管的正向压降可忽略不计，试分别画出输出电压u0的波形。 二极管的应用(7) 二极管电路分析举例小结： 特殊二极管 稳压二极管 光敏二极管 发光二极管 稳压二极管(1) 稳压管是一种特殊的硅二极管。它允许通过较大的反向电流，经过特殊工艺使其反向击穿电压比普通二极管低得多（几到几十伏）。利用其反向击穿特性，配以合适的电阻， 在电路中可起稳压的作用。 二极管在加反向偏置电压时， 处于截止状态，仅有很小的反向 饱和电流。但是如果反向电压增 大到一定值时，PN结的电场强度 太大， 将导致二极管的反向击 穿，这时，二极管反向 电流迅 速增大而电压却基