[工学]半导体二极管和三极管.ppt

15.1 半导体的导电特性 15.1.1 本征半导体 15.1.1 本征半导体 15.1.1 本征半导体 15.1.1 本征半导体 15.1.2 N型半导体和P型半导体 15.1.2 N型半导体和P型半导体 15.1.2 N型半导体和P型半导体 发射结 集电结 B P P N 发射区 基区 集电区 E C P P N B E C C E B 15.5.1 基本结构 15.5.2 电流分配和放大原理 μA mA mA IB IC IE RB EC + + _ _ EB B C E 3DG6 共发射极接法 15.5.2 电流分配和放大原理 晶体管电流测量数据 IB/mA 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 IC/mA 0.001 0.70 1.50 2.30 3.10 3.95 IE/mA 0.001 0.72 1.54 2.36 3.18 4.05 由此实验及测量结果可得出如下结论： （1） IE=IC+IB 符合基尔霍夫电流定律。 （2） IE和IC比IB 大的多。 （3）当IB=0（将基极开路）时， IE=ICEO， ICEO0.001mA 用载流子在晶体管内部的运动规律来解释上述结论。 15.5.2 电流分配和放大原理 外部条件：发射结加正向电压；集电结加反向电压。 UBE0,UBC0,UBC=UBE-UCE,UBEUCE RB EC + + _ _ EB E B C N N P 15.5.2 电流分配和放大原理 发射结正偏 扩散强 E区多子（自由电子）到B区 B区多子（空穴）到E区 穿过发射结的电流主要是电子流 形成发射极电流IE IE是由扩散运动形成的 1 发射区向基区扩散电子，形成发射极电流IE。 15.5.2 电流分配和放大原理 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 RB EC + + _ _ EB E B C 15.5.2 电流分配和放大原理 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 RB EC + + _ _ EB E B C RB EC + + _ _ EB E B C IC IB IE ICBO IBE IEC 15.5.2 电流分配和放大原理 15.5.3 特性曲线 用来表示该晶体管各极电压和电流之间相互关系、反映晶体管的性能，是分析放大电路的重要依据。 以共发射极接法时的输入特性和输出特性曲线为例。 μA mA V IB IC RB EC + + _ _ EB B C E 3DG6 V + _ + _ UBE UCE 15.5.3 特性曲线 1输入特性曲线： 死区电压： 硅管：0.5伏左右，锗管0.1伏左右。 正常工作时，发射结的压降： NPN型硅管UBE=0.6~0.7V; PNP型锗管UBE=-0.2~-0.3V。 0 0.4 0.8 UBE/V IB/μA 80 60 40 20 UCE1 * 长江大学工程技术学院 信息系 第15章 半导体二极管和三极管 返回 15.1 半导体的导电特性 15.2 PN结 15.3 半导体二极管 15.4 稳压管 15.5 半导体三极管 目 录 半导体：导电能力介乎于导体和绝缘体之 间的 物质。 半导体特性：热敏特性、光敏特性、掺杂特性 本征半导体就是完全纯净的半导体。 应用最多的本征半导体为锗和硅，它们各有四个价电子，都是四价元素. 硅的原子结构 纯净的半导体其所有的原子基本上整齐排列，形成晶体结构，所以半导体也称为晶体 ——晶体管名称的由来 本征半导体晶体结构中的共价健结构 Si Si Si Si 共价键 价电子 自由电子与空穴 共价键中的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 同时在共价键中 留下一个空穴。 空穴 Si Si Si Si 自由 电子 热激发与复合现象 由于