经典课件14 半导体器件.ppt

电工学课程和非电类专业学生的关系 几乎没有任何一个行业离得开电学 在非电类专业应用领域， 如机械制造， 现代先进的制造技术涉及电镀、电焊、金属加工、数字控制技术、微机控制技术等， 都和电学知识息息相关。 在航空领域， 如机务维修、空中交通管制等，电气设备比比皆是， 都离不开电工电子技术 14.1.2 N型半导体和 P 型半导体 14.1.2 N型半导体和 P 型半导体 14.2 PN结及其单向导电性 14.2.1 PN结的形成 14.2.2 PN结的单向导电性 2. PN 结加反向电压 (反向偏置) 2. PN 结加反向电压 (反向偏置) 14.3 二极管 14.3.1 基本结构 14.3 二极管 14.3.1 基本结构 14.3.2 伏安特性 14.3.3 主要参数 14.4 稳压二极管 3. 主要参数 14. 5. 2 电流分配和放大原理 1. 晶体管放大的外部条件 晶体管电流测量数据 14.5.3 特性曲线 1. 输入特性 2. 输出特性 2. 输出特性 截止区 (3) 饱和区 14.5.4 主要参数 1. 电流放大系数，? 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 结构特点： 集电区： 面积最大 发射结正偏、集电结反偏 PNP 发射结正偏 VBVE 集电结反偏 VCVB 从电位的角度看： NPN 发射结正偏 VBVE 集电结反偏 VCVB 晶体管电流放大的实验电路  设 UCC= 6V，改变可变电阻 RB , 则基极电流 IB、集电极电流 IC 和发射极电流 IE 都发生变化，测量结果如下表所示。 2. 各电极电流关系及电流放大作用 结论: (1) IE = IB + IC ，符合基尔霍夫定律 (2) IC ?? IB ， IC ? IE (3) ? IC ?? ? IB 把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大 变化的特性称为晶体管的电流放大作用。 实质: 用一个微小电流的变化去控制一个较大电流 的变化，是CCCS器件。 (a) NPN 型晶体管； 电流方向和发射结与集电结的极性 (4) 要使晶体管起放大作用，发射结必须正向偏置，集电结必须反向偏置。 (b) PNP 型晶体管 3.晶体管内部载流子的运动规律 IE IBE ICE ICBO 发射结正偏, 发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。 　进入P 区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IBE, 多数扩散到集电结。 扩散到集电结边缘的电子在电场作用下以漂移进越过集电结，被集电区收集，形成ICE。 集电结反偏，有少子形成的反向电流ICBO。 基区空穴向发射区的扩散可忽略。 3. 晶体管内部载流子的运动规律 IC = ICE+ICBO ? ICE IB = IBE? ICBO ? IBE ICE与IBE 之比称为共发射极电流放大倍数 集?射极穿透电流, 温度??ICEO? (常用公式) 若IB = 0, 则 IC ? ICEO 晶体管特性曲线即晶体管各电极电压与电流的关系曲线，是晶体管内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能,是分析放大电路的依据。 研究特性曲线的目的： (1) 直观地分析管子的工作状态。 (2) 合理地选择偏置电路的参数,设计性能良好的电路。 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线。 　发射极是输入回路、输出回路的公共端。 共发射极电路 输入回路 输出回路 测量晶体管特性的实验线路 特点:非线性 正常工作时发射结电压： NPN型硅管 UBE ? (0.6 ~ 0.7) V PNP型锗管 UBE ?(?0.2 ~ ? 0.3)V 3DG100晶体管的 输入特性曲线 死区电压：硅管0.5V 锗管0.1V 共发射极电路 3DG100晶体管的输出特性曲线 在不同的 IB下，可得出不同的曲线，所以晶体管 的输出特性曲线是一组曲线。 晶体管有三种工作状态，因而输出特性曲线分为三个工作区。 3DG100晶体管的输出特性曲线 (1) 放大区 发射结处于正向偏置，集电结处于反向偏置， 晶体管工作于放大状态。 IC = ? IB ,具有恒流特性。 对 NPN 型管： UBE 约为 0.7V， UCE UBE。 2.3 1.5 Q2 Q1 大 放