电工电子学第9章半导体二极管、三极管-电子技术课程.ppt

三极管的伏安特性反映了三极管电极之间电压和电流的关系。要正确使用三极管必须了解其伏安特性。 输入特性 输出特性 2 电子在基区中的扩散与复合，形成基极电流IB E区电子到基区B后，有两种运动 扩散IEC 复合IEB 同时基区中的电子被EB拉走形成 IB IEB=IB时达到动态平衡 形成稳定的基极电流IB IB是由复合运动形成的 3 集电极收集电子，形成集电极电流IC 集电结反偏 阻碍C区中的多子（自由电子）扩散，同时收集E区扩散过来的电子 有助于少子的漂移运动，有反向饱和电流ICBO 形成集电极电流IC 为了反映扩散到集电区的电流ICE与基区复合电流IBE之间的比例关系，定义共发射极直流电流放大系数 为 2907A PNP双极性晶体管 大功率达林顿晶体管 9.4.3 特性曲线 9.4.3 特性曲线 IC mA ?A V V UCE UBE RB IB EC EB 实验线路 输出 回路 输入 回路 IB = f (UBE ) UC E = 常数 IB = 常数 IC = f (UCE ) 一、输入特性 UCE ?1V IB(?A) UBE(V) 20 40 60 80 0.4 0.8 UCE =0.5V * 电子技术课程： 模拟电子技术： 数字电子技术： 以放大电路分析为主，重在分析电路的外部特性，例如放大倍数，输入输出阻抗等 以门电路和触发器为基本，重在分析组合逻辑电路和时序逻辑电路的功能 学习方法：抓住电路的宏观特征 第9章 二极管和晶体管 9.2 二极管 9.3 稳压二极管 9.4 晶体管 9.1 半导体的导电特性 半导体具有不同于其它物质的特点。例如： 当受外界热和光作用时，导电能力明显变化。 往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变。 §9.1 半导体的导电特性 依照导电性能，可以把材料分为导体、绝缘体和半导体。 导体有良好的导电能力，常见的有铜、铝等金属材料； 　　 绝缘体基本上不能导电，常见的有玻璃、陶瓷等材料； 　　 半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，常见的有硅(Si)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)等材料。 9.1.1 本征半导体 一、本征半导体的结构特点 Si 用的最多的半导体是硅和锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。 本征半导体：完全纯净的、晶体结构的半导体。 共价键：共 用电子对 +4 +4 +4 +4 +4表示除去价电子后的原子 形成共价键后，每个原子的最外层电子是八个，构成稳定结构。 束缚电子 在热力学温度零度和没有外界激发时,本征半导体不导电。 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 自由电子 空穴 复合 在常温下自由电子和空穴的形成 成对出现 成对消失 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 外电场方向 空穴导电的实质是共价键中的束缚电子依次填补空穴形成电流。 空穴移动方向 电子移动方向 价电子填补空穴 自由电子能导电 空穴能导电 半导体中两种载流子: 自由电子和空穴 本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。 9.1.2 N半导体和P型半导体 在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加。 P 型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体。 N 型半导体：自由电子浓度大大增加的杂质半导体。 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 1 . N 型半导体 在硅或锗的晶体中掺入少量五价元素 磷原子 +4 +5 多余价电子 自由电子 正离子 N 型半导体中的载流子: 1、自由电子。 2、空穴。 多数载流子 少数载流子 N 型半导体结构示意图 少数载流子 多数载流子 正离子 在N型半导中,电子是多数载流子, 空穴是少数载流子。 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 空穴 2. P型半导体 在硅或锗的晶体中 掺入少量的三价元 素, 形成P 型半导体 +4 +4 硼原子 填补空位 +3 负离子 P 型半导体中的载流子是: 1、自由电子。 2、空穴。 多数载流子 少数载流子 P 型半导体结构示意图 电子是少数载流子 负离子 空穴是多数载流子 P型半导体 － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － N型半导体 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 扩散运动 内电场E 漂移运动 空间电荷区 PN结 §9.1.3 PN结及其单向导电性 内电场阻止扩散，有利于漂移 1. PN 结正向偏置 _ PN 结加正向电压、正向偏置： P