电工技术 第9章 晶体管(二极管和三极管).ppt

练习9.4.10：分析晶体管的工作状态 不需计算，直接观察可知三极管处于截止状态 12V 1KΩ -6V T β=40 20KΩ (c) * 第9章 二极管、三极管 9. 2 二极管 9.1 半导体的导电特性 9.4 晶体管 本征半导体：完全纯净的、具有晶体结构的半导体。 晶体中原子的排列方式 共价健 价电子 价电子在获得一定能量后,即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子,同时共价键中留下一个空位,称为空穴(带正电)。 本征激发： Si Si Si Si 空穴 自由电子 9.1.1 本征半导体 9.1 半导体的导电特性 温度越高，本征激发产生的空穴-自由电子便越多。 一定温度下，空穴-电子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载流子便维持一定的数目。 空穴与自由电子成对产生和复合，统称为载流子。 本征半导体中的两种运动 1、自由电子的运动。 2、空穴的运动。空穴被邻近共价键电子填补，在原共价键中出现一个新空穴，这种填补等效于空穴运动。 外电场作用下，在半导体中将出现两部分电流： (1)自由电子作定向运动 ?电子电流 (2)价电子定向递补空穴 ?空穴电流 通常通过掺杂使电子数目大量增加。 自由电子导电成为这种半导体的主要导电方式，称为电子半导体或N型半导体。 掺入五价元素 Si Si Si Si p+ 多余电子 磷原子 在常温下即可变为自由电子 失去一个电子变为正离子 在本征半导体中掺入某种微量元素，形成杂质半导体。 在N 型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子 9.1.2 N型半导体和 P 型半导体 掺杂后空穴数目大量增加。 空穴导电成为这种半导体的主要导电方式，称为空穴半导体或 P型半导体。 掺入三价元素 Si Si Si Si 在P型半导体中空穴是多子，自由电子是少子。 B– 硼原子 接受一个电子变为负离子 空穴 无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。 9.1.2 N型半导体和 P 型半导体 1. 在杂质半导体中多子的数量与 （a. 掺杂浓度、b.温度）有关。 2. 在杂质半导体中少子的数量与 （a. 掺杂浓度、b.温度）有关。 3. 当温度升高时，少子的数量 （a. 减少、b. 不变、c. 增多）。 a b c 4. 在外加电压的作用下，P 型半导体中的电流 主要是 ，N 型半导体中的电流主要是 。 （a. 电子电流、b.空穴电流） b a 1. PN结的形成 多子的扩散运动 内电场 少子的漂移运动 浓度差 P 型半导体 N 型半导体 内电场越强，漂移运动越强。扩散越受到抑制。 空间电荷区也称 PN 结 扩散和漂移这一对相反的运动最终达到动态平衡，空间电荷区的厚度固定不变。 － － － － － － － － － － － － － － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + － － － － － － － － 形成空间电荷区 9.1.3 PN结及其单向导电性 2. PN结的单向导电性 (1)PN 结加正向电压（正向偏置） PN 结变窄 P接正、N接负 外电场 IF 内电场被削弱，多子的扩散加强，形成较大的扩散电流。 PN 结加正向电压时，PN结变窄，正向电阻较小，正向电流较大， PN结处于导通状态。 内电场 P N － － － － － － － － － － － － － － － － － － + + + + + + + + + + + + + + + + + + + – (2)PN 结加反向电压（反向偏置） 外电场 P接负、N接正 内电场 P N + + + － － － － － － + + + + + + + + + － － － － － － － － － + + + + + + － － － – + PN 结变宽 内电场被加强，少子的漂移加强，由于少子数量很少，形成很小的反向电流。 温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。 PN 结加反向电压时，PN结变宽，反向电流较小，反向电阻较大，PN结处于截止状态。 总结：PN 结的单向导电性 PN 结加反向电压时，PN结变宽，反向电流较小，反向电阻较大，PN结处于截止状态。 PN 结加正向电压时，PN结变窄，正向电阻较小，正向电流较大， PN结处于导通状态。 正向偏置： P接正、N接负 反向偏置： P接负、N接正 U I 9.2.2 伏安特性 硅管0.5V, 锗管0.1V。 反向击穿 电压U(BR) 导通压降 外加电压大于死区电压二