电工学(下册、第6版)第14章.ppt

苏州科技学院电子学院 原野 电 工 学 下 册 电子技术 （第六版） 目 录 第14章 二极管和晶体管 14.1 半 导 体 的 导 电 特 性 14.2 PN 结 及 其 单 向 导 电 性 14.3 二 极 管 14.4 稳 压 二 极 管 14.5 晶 体 管 14.6 光 电 器 件 第 14 章 二极管和晶体管 　　二极管和晶体管是最常用的半导体器件.它们的基本结构、工作原理、特性和参数是学习电子技术和分析电子电路必不可少的基础，而 PN 结又是构成各种半导体器件的共同基础。 14.1.2 N 型半导体和 P 型半导体 二极管电路分析举例 14.5.1 基本结构 目前最常见的有平面型和合金型两类（图14.5.1）。硅管主要是平面型，锗管都是合金型。 图14.5.2 常见晶体管的外形图 （a）硅酮塑料封装；（b）金属封装小功率管；（c）金属封装大功率管 图14.5.3 晶体管的结构示意图和表示符号 由此实验及测量的结果可得出如下结论： （1）观察实验数据中的每一列，可得 此结果符合基尔霍夫电流定理。 （2）IC 和 IE 比 IB 大得多。从第三列和第四列的数据可知，IC 与 IB 的比值分别为 这就是晶体管的电流放大作用。 NPN 型晶体管中电流实际方向和发射结与集电结的实际极性。 激光二极管 （a）物理结构 （b）符号 14.5 晶 体 管 晶体管又称为半导体三极管，它是最重要的一种半导体器件。它的放大作用和开关作用促使电子技术飞跃发展。 为了更好地分析和研究晶体管特性曲线和工作参数，我们首先简单介绍晶体管内部的结构和载流子的运动规律。 图14.5.1 晶体管的结构 (a) 平面型; (b)合金型 不论平面型或合金型，都分成 NPN 或 PNP 三层，因此又把晶体管分为 NPN 型和 PNP 型两类，其结构示意图和表示符号如图14.5.3所示。 当前国内生产的硅晶体管多为 NPN 型（3D系列），锗晶体管多为 PNP 型（3A系列）。 集电极 C 晶体管的分类 基极 B 发射极 E NPN 型 PNP 型 集电区 基区 发射区 集电结 发射结 NPN型 PNP型 符号: 符号: 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 - 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 E B C N N P N P P E B C B C E B C E 基区：最薄， 掺杂浓度最低 发射区：掺 杂浓度最高 发射结 集电结 B E C N N P 基极 发射极 集电极 集电区： 面积最大 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。 图14.5.4 晶体管电流放大的实验电路 EC RB UCE + B IB IC IE UBE _ mA _ + μA mA E C EB 14.5.2 电流分配和放大原理 实验电路图如图14.5.4所示。 把晶体管( NPN 型 )接成两个电路：基极电路和集电极电路。发射极是公共端，这种接法称为晶体管的共发射极接法。 集电极电路 基极电路 公共端 晶体管怎样才能起到放大作用 如果用的是 NPN 型硅管，则电源 EC 和 EB 的极性 必须按照图14.5.4中那样的接法，使发射结上加正向电压 （正向偏置），由于 EC 大于 EB，集电结加的是反向电 压（反向偏置），晶体管才能起到放大的作用。 4.05 3.18 2.36 1.54 0.72 0.001 IE/mA 3.95 3.10 2.30 1.50 0.70 0.001 IC/mA 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0 IB/mA 表14.5.1 晶体管电流测量数据 （3） 当 IB = 0（就是将基极开路）时， IC = ICE0, 表中 ICE0＜ 0.001mA = 1uA。 电流放大作用还体现在基极电流的少量变化 △IB 可以引起集电极电流较大的变化 △IC。再比较