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chapter14半导体二极管和三极管
例.试判断图中二极管是导通还是截止?并求出AO两端电压VA0。设二极管为理想的。 解: 分析方法 :(1)将D1、D2从电路中断开,分别出D1、D2两端的电压;(2)根据二极管的单向导电性,二极管承受正向电压则导通,反之则截止。若两管都承受正向电压,则正向电压大的管子优先导通,然后再按以上方法分析其它管子的工作情况。 本题中:V12=12V,V34=12+4=16V,所以D2优先导通,此时,V12=-4V,所以D1管子截止。VA0 = -4V。 四. 二极管的主要参数 (1) 最大整流电流IF—— 二极管长期连续工 作时,允许通过二 极管的最大整流 电流的平均值。 (2) 反向击穿电压UBR——— 二极管反向电流 急剧增加时对应的反向 电压值称为反向击穿 电压UBR。 (3) 反向电流IR—— 在室温下,在规定的反向电压下的反向电流值。硅二极管的反向电流一般在纳安(nA)级;锗二极管在微安(?A)级。 当稳压二极管工作在反向击穿状态下,工作电流IZ在Izmax和Izmin之间变化时,其两端电压近似为常数 稳定电压 14.4 稳压二极管 稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊二极管 正向同二极管 反偏电压≥UZ 反向击穿 + UZ - 限流电阻 + - D Z 稳压二极管的主要 参数 (1) 稳定电压UZ —— (2) 动态电阻rZ —— 在规定的稳压管反向工作电流IZ下,所对应的反向工作电压。 rZ =?U /?I rZ愈小,反映稳压管的击穿特性愈陡。 (3) 最小稳定工作 电流IZmin—— 保证稳压管击穿所对应的电流,若IZ<IZmin则不能稳压。 (4) 最大稳定工作电流IZmax—— 超过Izmax稳压管会因功耗过大而烧坏。 稳压极管的近似分析计算 I R 10V E 1kΩ 例: 7V I R 10V E 1kΩ 例:ui为幅度±14V的交流三角波,波形如图所示,串联稳压管,稳压电压7V,导通电压0.7V,分析电路并画出相应的输出电压波形。 -0.7V -14V 14V ui t 7V 7V uo t + - - + U I u REF R i u O -0.7V 例.两个稳压管的稳压值VZ1=5V,VZ2=7V,它们的正向导通压降均为0.6V,电路在以下二种接法时。 14.5 半导体三极管 半导体三极管,也叫晶体三极管。由于工作时,多数载流子和少数载流子都参与运行,因此,还被称为双极型晶体管(Bipolar Junction Transistor,简称BJT)。 BJT是由两个PN结组成的。 一.BJT的结构 NPN型 PNP型 符号: 三极管的结构特点: (1)发射区的掺杂浓度>>集电区掺杂浓度。 (2)基区要制造得很薄且浓度很低。 - - N N P 发射区 集电区 基区 发射结 集电结 e c b 发射极 集电极 基极 - - P P N 发射区 集电区 基区 发射结 集电结 e c b 发射极 集电极 基极 二. BJT的内部工作原理(NPN管) 三极管在工作时要加上适当的直流偏置电压。 若在放大工作状态: 发射结正偏: + UCE - + UBE - + UCB - 集电结反偏: 由VBB保证 由VCC、 VBB保证 UCB=UCE - UBE 0 共发射极接法 c区 b区 e区 (1)因为发射结正偏,所以发射区向基区注入电子 ,形成了扩散电流IEN 。同时从基区向发射区也有空穴的扩散运动,形成的电流为IEP。但其数量小,可忽略。 所以发射极电流I E ≈ I EN 。 (2)发射区的电子注入基区后,变成了少数载流子。少部分遇到的空穴复合掉,形成IBN。所以基极电流I B ≈ I BN 。大部分到达了集电区的边缘。 1.BJT内部的载流子传输过程 (3)因为集电结反偏,收集扩散到集电区边缘的电子,形成ICN 。 另外,集电结区的少子形成漂移电流ICBO。 2.电流分配关系 三个电极上的电流关系: 三. BJT的特性曲线(共发射极接法) (1) 输入特性曲线 iB=f(uBE)? uCE=const (1)uCE=0V时,相当于两个PN结并联。 (3)uCE ≥1V再增加时,曲线右移很不明显。 (2)当uCE=1V时, 集电结已进入反偏状态,开始收集电子,所以基区复合减少, 在同一uBE 电压下,iB 减小。特性曲线将向右稍微移动一些。 死区电压 硅 0.5V 锗 0.1V 导
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