ch9半导体二极管和三极管解析.pptx

9.2 半导体二极管半导体二极管 9.3 稳压管稳压管9.4 半导体三极管半导体三极管9.1 半导体的导电特性半导体的导电特性第第 九九 章章 半导体二极管和三极管半导体二极管和三极管第第9章章 半导体二极管和三极管半导体二极管和三极管本章要求：本章要求：本章要求：本章要求：一、理解一、理解一、理解一、理解PNPN结的单向导电性，三极管的电流放大作结的单向导电性，三极管的电流放大作结的单向导电性，三极管的电流放大作结的单向导电性，三极管的电流放大作 用；用；用；用；二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工 作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；三、会分析含有二极管的电路。三、会分析含有二极管的电路。三、会分析含有二极管的电路。三、会分析含有二极管的电路。9.1 9.1 半导体的导电特性半导体的导电特性9.1.1 本征半导体本征半导体 完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。半导体。半导体。半导体。晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构硅单晶中的共价健结构硅单晶中的共价健结构硅单晶中的共价健结构共价健共价健共价键中的两个电子，称为共价键中的两个电子，称为共价键中的两个电子，称为共价键中的两个电子，称为价电子价电子价电子价电子。Si Si Si Si价电子价电子 Si Si Si Si价电子价电子 价电子在获得一定能量价电子在获得一定能量价电子在获得一定能量价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，（温度升高或受光照）后，（温度升高或受光照）后，（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，即可挣脱原子核的束缚，即可挣脱原子核的束缚，即可挣脱原子核的束缚，成为成为成为成为自由电子自由电子自由电子自由电子（带负电），（带负电），（带负电），（带负电），同时共价键中留下一个空同时共价键中留下一个空同时共价键中留下一个空同时共价键中留下一个空位，称为位，称为位，称为位，称为空穴空穴空穴空穴。本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理这一现象称为本征激发。这一现象称为本征激发。空穴空穴 温度愈高，晶体中产温度愈高，晶体中产温度愈高，晶体中产温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多。生的自由电子便愈多。生的自由电子便愈多。生的自由电子便愈多。自由电子自由电子 在外电场的作用下，自由电子做定向运动；空穴吸引相邻在外电场的作用下，自由电子做定向运动；空穴吸引相邻在外电场的作用下，自由电子做定向运动；空穴吸引相邻在外电场的作用下，自由电子做定向运动；空穴吸引相邻原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。带正电带正电本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理 当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分电流电流电流电流 (1)(1)自由电子作定向运动自由电子作定向运动自由电子作定向运动自由电子作定向运动 电子电流电子电流电子电流电子电流 (2)(2)价电子递补空穴价电子递补空穴价电子递补空穴价电子递补空穴 空穴电流空穴电流空穴电流空穴电流注意：注意：注意：注意：(1)(1)本征半导体中载流子数目极少本征半导体中载流子数目极少本征半导体中载流子数目极少本征半导体中载流子数目极少,其导电性能很差；其导电性能很差；其导电性能很差；其导电性能很差；(2)(2)温度愈高，温度愈高，温度愈高，温度愈高，载流子的数目愈多载流子的数目愈多载流子的数目愈多载流子的数目愈多,半导体的导电性能也就愈半导体的导电性能也就愈半导体的导电性能也就愈半导体的导电性能也就愈好。好。好。好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。所以，温度对半导体器件性能影响很大。所以，温度对半导体器件性能影响很大。所以，温度对半导体器件性能影响很大。自由电子和自由电子和自由电子和自由电子和空穴都称为载流子。空穴都称为载流子。空穴都称为载流子。空穴都称为载流子。自由电子和自由电子和自由电子和自由电子和空穴成对地产生的同时，又不断复合。在一空穴成对地产生的同时，又不断复合。在一空穴成对地产生的同时，又不断复合。在一空穴成对地产生的同时，又不断复合。在一定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载定温度下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载定温度下，载流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。流子便维持一定的数目。流子便维持一定的数目。流子便维持一定的数目。9.1.2 N型半导体和型半导体和 P 型半导体型半导体 掺杂后自由电子数目掺杂后自由电子数目掺杂后自由电子数目掺杂后自由电子数目大量增加，自由电子导电大量增加，自由电子导电大量增加，自由电子导电大量增加，自由电子导电成为这种半导体的主要导成为这种半导体的主要导成为这种半导体的主要导成为这种半导体的主要导电方式，称为电子半导体电方式，称为电子半导体电方式，称为电子半导体电方式，称为电子半导体或或或或N N型半导体型半导体。掺入五价元素掺入五价元素掺入五价元素掺入五价元素 Si Si Si Sip+多余多余电子电子磷原子磷原子在常温下即可在常温下即可变为自由电子变为自由电子失去一个失去一个电子变为电子变为正离子正离子在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）,形形成杂质半导体。成杂质半导体。在在在在N N 型半导体中型半导体中型半导体中型半导体中自由电子是自由电子是自由电子是自由电子是多数载流子，空穴是少数载流多数载流子，空穴是少数载流多数载流子，空穴是少数载流多数载流子，空穴是少数载流子。子。子。子。9.1.2 N型半导体和型半导体和 P 型半导体型半导体 掺杂后空穴数目大量掺杂后空穴数目大量掺杂后空穴数目大量掺杂后空穴数目大量增加，空穴导电成为这增加，空穴导电成为这增加，空穴导电成为这增加，空穴导电成为这种半导体的主要导电方种半导体的主要导电方种半导体的主要导电方种半导体的主要导电方式，称为空穴半导体或式，称为空穴半导体或式，称为空穴半导体或式，称为空穴半导体或 P P型半导体型半导体型半导体型半导体。掺入三价元素掺入三价元素掺入三价元素掺入三价元素 Si Si Si Si 在在在在 P P 型半导体中型半导体中型半导体中型半导体中空穴是多空穴是多空穴是多空穴是多数载流子，自由电子是少数载数载流子，自由电子是少数载数载流子，自由电子是少数载数载流子，自由电子是少数载流子。流子。流子。流子。B硼原子硼原子接受一个接受一个接受一个接受一个电子变为电子变为电子变为电子变为负离子负离子负离子负离子空穴空穴无论无论无论无论N N型或型或型或型或P P型半导体都是中性的，对外不显电性。型半导体都是中性的，对外不显电性。型半导体都是中性的，对外不显电性。型半导体都是中性的，对外不显电性。1.1.在杂质半导体中多子的数量与在杂质半导体中多子的数量与在杂质半导体中多子的数量与在杂质半导体中多子的数量与 （a.a.掺杂浓度、掺杂浓度、掺杂浓度、掺杂浓度、b.b.温度）有关。温度）有关。温度）有关。温度）有关。2.2.在杂质半导体中少子的数量与在杂质半导体中少子的数量与在杂质半导体中少子的数量与在杂质半导体中少子的数量与 （a.a.掺杂浓度、掺杂浓度、掺杂浓度、掺杂浓度、b.b.温度）有关。温度）有关。温度）有关。温度）有关。3.3.当温度升高时，少子的数量当温度升高时，少子的数量当温度升高时，少子的数量当温度升高时，少子的数量 （a.a.减少、减少、减少、减少、b.b.不变、不变、不变、不变、c.c.增多）。增多）。增多）。增多）。a ab bc c 4.4.在外加电压的作用下，在外加电压的作用下，在外加电压的作用下，在外加电压的作用下，P P 型半导体中的电流型半导体中的电流型半导体中的电流型半导体中的电流主要是主要是主要是主要是 ，N N 型半导体中的电流主要是型半导体中的电流主要是型半导体中的电流主要是型半导体中的电流主要是 。（a.a.电子电流、电子电流、电子电流、电子电流、b.b.空穴电流）空穴电流）空穴电流）空穴电流）b ba a9.1.3 PN结结及其单向导电性及其单向导电性1 1 PN PN PN PN结的形成结的形成结的形成结的形成多子的扩散运动多子的扩散运动内电场内电场少子的漂移运动少子的漂移运动浓度差浓度差P P 型半导体型半导体型半导体型半导体N N 型半导体型半导体型半导体型半导体 内电场越强，漂移运内电场越强，漂移运内电场越强，漂移运内电场越强，漂移运动越强，而漂移使空间动越强，而漂移使空间动越强，而漂移使空间动越强，而漂移使空间电荷区变薄。电荷区变薄。电荷区变薄。电荷区变薄。扩散的结果使空扩散的结果使空间电荷区变宽。间电荷区变宽。空间电荷区也称空间电荷区也称 PN 结结 扩散和漂移扩散和漂移扩散和漂移扩散和漂移这一对相反的这一对相反的这一对相反的这一对相反的运动最终达到运动最终达到运动最终达到运动最终达到动态平衡，空动态平衡，空动态平衡，空动态平衡，空间电荷区的厚间电荷区的厚间电荷区的厚间电荷区的厚度固定不变。度固定不变。度固定不变。度固定不变。+形成空间电荷区形成空间电荷区2 PN2 PN结的单向导电性结的单向导电性结的单向导电性结的单向导电性PN 结变窄结变窄 P接正、接正、N接负接负 外电场外电场IF 内电场被内电场被内电场被内电场被削弱，多子削弱，多子削弱，多子削弱，多子的扩散加强，的扩散加强，的扩散加强，的扩散加强，形成较大的形成较大的形成较大的形成较大的扩散电流。扩散电流。扩散电流。扩散电流。PN PN 结加正向电压时，结加正向电压时，结加正向电压时，结加正向电压时，PNPN结变窄，正向电流较结变窄，正向电流较结变窄，正向电流较结变窄，正向电流较大，正向电阻较小，大，正向电阻较小，大，正向电阻较小，大，正向电阻较小，PNPN结处于导通状态。结处于导通状态。结处于导通状态。结处于导通状态。内电场内电场PN+1).PN 1).PN 结加正向电压结加正向电压结加正向电压结加正向电压（正向偏置）（正向偏置）（正向偏置）（正向偏置）2).PN 2).PN 结加反向电压结加反向电压结加反向电压结加反向电压（反向偏置）（反向偏置）（反向偏置）（反向偏置）外电场外电场外电场外电场 P P接负、接负、接负、接负、N N接正接正接正接正 内电场内电场内电场内电场P PN N+PN PN 结变宽结变宽结变宽结变宽2).PN 2).PN 结加反向电压结加反向电压结加反向电压结加反向电压（反向偏置）（反向偏置）（反向偏置）（反向偏置）外电场外电场外电场外电场 内电场被加内电场被加强，少子的漂强，少子的漂移加强，由于移加强，由于少子数量很少，少子数量很少，形成很小的反形成很小的反向电流（反向向电流（反向饱和电流）。饱和电流）。IR P P接负、接负、接负、接负、N N接正接正接正接正 温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。+PN PN 结加反向电压时，结加反向电压时，结加反向电压时，结加反向电压时，PNPN结变宽，反向电流较小，结变宽，反向电流较小，结变宽，反向电流较小，结变宽，反向电流较小，反向电阻较大，反向电阻较大，反向电阻较大，反向电阻较大，PNPN结处于截止状态。结处于截止状态。结处于截止状态。结处于截止状态。内电场内电场内电场内电场P PN N+9.2.1 9.2.1 基本结构基本结构基本结构基本结构 将将 PN 结加上相应的电极引线和管壳，就成为半导体二极结加上相应的电极引线和管壳，就成为半导体二极管。按结构分有点接触型和面接触型两类。管。按结构分有点接触型和面接触型两类。表示符号表示符号正极正极负极负极金锑合金金锑合金面接触型面接触型N型锗型锗 正极引线正极引线负极引线负极引线 PN 结结底座底座铝合金小球铝合金小球点接触型点接触型引线引线触丝触丝N 型锗型锗外壳外壳9.2 半导体二极管半导体二极管9.2.2 9.2.2 伏安特性伏安特性伏安特性伏安特性硅管硅管硅管硅管0.5V,0.5V,锗管锗管锗管锗管0 0.1V.1V。反向击穿反向击穿电压电压U(BR)导通压降导通压降导通压降导通压降 外加电压大于死区电压外加电压大于死区电压外加电压大于死区电压外加电压大于死区电压二极管才能导通。二极管才能导通。二极管才能导通。二极管才能导通。外加电压大于反向击外加电压大于反向击外加电压大于反向击外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，穿电压二极管被击穿，穿电压二极管被击穿，穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。失去单向导电性。失去单向导电性。失去单向导电性。正向特性正向特性正向特性正向特性反向特性反向特性特点：非线性特点：非线性特点：非线性特点：非线性UI死区电压死区电压死区电压死区电压PN+PN+反向电流在一定反向电流在一定反向电流在一定反向电流在一定电压范围内电压范围内电压范围内电压范围内保持常数。保持常数。保持常数。保持常数。硅硅硅硅0 0 0 0.60.8V.60.8V锗锗锗锗0.20.20.3V0.3V 1.最大整流电流最大整流电流 IOM 最大整流电流是指二极管长时间使用时，允许流过二极管最大整流电流是指二极管长时间使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。的最大正向平均电流。2.反向工作峰值电压反向工作峰值电压 URWM 它是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是它是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是反向击穿反向击穿电压的一半或三分之二。电压的一半或三分之二。3.反向峰值电流反向峰值电流 IRM它是指二极管上加反向工作峰值电压时的反向电流值。它是指二极管上加反向工作峰值电压时的反向电流值。9.2.3 9.2.3 主要参数主要参数主要参数主要参数 二二二二极极极极管管管管的的的的应应应应用用用用范范范范围围围围很很很很广广广广，主主主主要要要要都都都都是是是是利利利利用用用用它它它它的的的的单单单单向向向向导导导导电电电电性性性性。它它它它可可可可用用用用与与与与整整整整流流流流、检检检检波波波波、限限限限幅幅幅幅、元元元元件件件件保保保保护护护护以以以以及及及及在在在在数数数数字字字字电电电电路路路路中中中中作作作作为为为为开关元件。开关元件。开关元件。开关元件。二极管二极管的单向导电性的单向导电性 1.二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负极接负）时，）时，二极管处于正向导通状态，二极管正二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较小，正向电流较大。向电阻较小，正向电流较大。2.二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正极接正）时，）时，二极管处于反向截止状态，二极管反二极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较大，反向电流很小。向电阻较大，反向电流很小。3.3.外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。去单向导电性。4.4.二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电流愈大。向电流愈大。二极管电路分析举例二极管电路分析举例二极管电路分析举例二极管电路分析举例 定性分析：定性分析：判断二极管的工作状态判断二极管的工作状态导通导通截止截止否则，正向管压降否则，正向管压降否则，正向管压降否则，正向管压降硅硅硅硅0 0 0 0.60.8V.60.8V锗锗锗锗0 0.2.20.3V0.3V 分析方法：分析方法：分析方法：分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位将二极管断开，分析二极管两端电位将二极管断开，分析二极管两端电位将二极管断开，分析二极管两端电位的高低或所加电压的高低或所加电压的高低或所加电压的高低或所加电压U UD D的正负。的正负。的正负。的正负。若若若若 V V阳阳阳阳 VV阴阴阴阴或或或或 U UD D为正为正为正为正(正向偏置正向偏置正向偏置正向偏置 )，二极管导通，二极管导通，二极管导通，二极管导通若若若若 V V阳阳阳阳 V U UD1D1 D D2 2 优先导通，优先导通，优先导通，优先导通，D D1 1截止。截止。截止。截止。若忽略管压降，二极管可看作短路，若忽略管压降，二极管可看作短路，若忽略管压降，二极管可看作短路，若忽略管压降，二极管可看作短路，U UABAB =0 V=0 V9.3 稳压二极管稳压二极管1.1.符号符号符号符号 UZIZIZM UZ IZ2.2.伏安特性伏安特性伏安特性伏安特性 稳压管正常工作稳压管正常工作时加反向电压时加反向电压使用时要加限流电阻使用时要加限流电阻使用时要加限流电阻使用时要加限流电阻 稳压管反向击穿后，稳压管反向击穿后，电流变化很大，但其电流变化很大，但其两端电压变化很小，两端电压变化很小，利用此特性，稳压管利用此特性，稳压管在电路中可起稳压作在电路中可起稳压作用用。_+UIO+正向正向 +反向反向3.3.主要参数主要参数主要参数主要参数(1)(1)(1)(1)稳定电压稳定电压稳定电压稳定电压U UZ Z 稳压管正常工作稳压管正常工作稳压管正常工作稳压管正常工作(反向击穿反向击穿反向击穿反向击穿)时管子两端的电压。时管子两端的电压。时管子两端的电压。时管子两端的电压。(2)(2)(2)(2)电压温度系数电压温度系数电压温度系数电压温度系数 环境温度每变化环境温度每变化环境温度每变化环境温度每变化1 1 1 1 C C引起引起引起引起稳压值变化的稳压值变化的稳压值变化的稳压值变化的百分数百分数百分数百分数。(3)(3)(3)(3)动态电阻动态电阻动态电阻动态电阻(4)(4)(4)(4)稳定电流稳定电流稳定电流稳定电流 I IZ Z、最大稳定电流、最大稳定电流、最大稳定电流、最大稳定电流 I IZMZM(5)(5)(5)(5)最大允许耗散功率最大允许耗散功率最大允许耗散功率最大允许耗散功率 P PZM ZM=U UZ Z I IZMZMrZ愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。N 型硅型硅二氧化硅保护膜二氧化硅保护膜BECN 型硅型硅P 型硅型硅(a)平面型平面型N 型锗型锗ECB铟球铟球铟球铟球PP(b)合金型合金型9.4 半导体三极管半导体三极管9.4.1 基本结构基本结构1.NPN 型三极管型三极管集电区集电区集电结集电结基区基区发射结发射结发射区发射区集电极集电极 C基极基极 B发射极发射极 ENNP 不论平面型或合金型，都分成不论平面型或合金型，都分成 NPN 或或PNP 三层，三层，因此又把晶体管分为因此又把晶体管分为 NPN 型和型和 PNP 型两类。型两类。ECB符号符号 T集电区集电区集电结集电结基区基区发射结发射结发射区发射区N集电极集电极 C发射极发射极 E基极基极 BNPPN2.PNP 型三极管型三极管CBET符号符号基区：最薄，基区：最薄，掺杂浓度最低掺杂浓度最低发射区：掺发射区：掺发射区：掺发射区：掺杂浓度最高杂浓度最高杂浓度最高杂浓度最高发射结发射结发射结发射结集电结集电结集电结集电结B B B BE E E EC C C CN N N NN N N NP P P P基极基极基极基极发射极发射极发射极发射极集电极集电极集电极集电极结构特点：结构特点：结构特点：结构特点：集电区：集电区：集电区：集电区：面积最大面积最大面积最大面积最大9.4.2 9.4.2 电流分配和放大原理电流分配和放大原理电流分配和放大原理电流分配和放大原理1.1.三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件B BEC CN NN NP PEBRBE EC CRC发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏 PNP发射结正偏发射结正偏 VBVE集电结反偏集电结反偏 VCVE集电结反偏集电结反偏 VCVB 2.2.2.2.三极管内部载流子的运动规律三极管内部载流子的运动规律三极管内部载流子的运动规律三极管内部载流子的运动规律BECNNPEBRBECIEIBEICEICBO 基区的多基区的多基区的多基区的多子空穴向发子空穴向发子空穴向发子空穴向发射区的扩散射区的扩散射区的扩散射区的扩散可忽略。可忽略。可忽略。可忽略。1 1、发射结正偏，、发射结正偏，发射区电子不断向发射区电子不断向基区扩散，形成发基区扩散，形成发射极电流射极电流I IE E。2 2 2 2、进入基区的进入基区的进入基区的进入基区的电子少部分与基区电子少部分与基区电子少部分与基区电子少部分与基区的空穴复合，形成的空穴复合，形成的空穴复合，形成的空穴复合，形成电流电流电流电流I I I IBE BE BE BE，多数扩，多数扩，多数扩，多数扩散到集电结。散到集电结。散到集电结。散到集电结。3 3 3 3、集电结反偏、集电结反偏、集电结反偏、集电结反偏电压存在，吸收电压存在，吸收电压存在，吸收电压存在，吸收从基区扩散来的从基区扩散来的从基区扩散来的从基区扩散来的电子形成电子形成电子形成电子形成I I I ICECECECE。集电结反偏，集电结反偏，集电结反偏，集电结反偏，有少子形成的反有少子形成的反有少子形成的反有少子形成的反向电流向电流向电流向电流I I I ICBOCBOCBOCBO。2.2.三极管内部载流子的运动规律三极管内部载流子的运动规律三极管内部载流子的运动规律三极管内部载流子的运动规律IC=ICE+ICBO ICEICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEICBOIB=IBE-ICBO IBE I ICE CE 与与与与 I IBE BE 之比称为共之比称为共之比称为共之比称为共发射极电流放大倍数发射极电流放大倍数发射极电流放大倍数发射极电流放大倍数集射极穿透电流集射极穿透电流集射极穿透电流集射极穿透电流,温度温度温度温度I ICEOCEO (常用公式常用公式常用公式常用公式)若若若若I IB B=0,=0,则则则则 I IC C I ICEOCEO 以下是说明晶体管的放大原理和其中的电流分配以下是说明晶体管的放大原理和其中的电流分配以下是说明晶体管的放大原理和其中的电流分配以下是说明晶体管的放大原理和其中的电流分配的实验电路的实验电路的实验电路的实验电路.9.4.2 9.4.2 电流分配和放大原理电流分配和放大原理电流分配和放大原理电流分配和放大原理发射极是输入回路、输出回路的公共端发射极是输入回路、输出回路的公共端发射极是输入回路、输出回路的公共端发射极是输入回路、输出回路的公共端 共发射极电路共发射极电路ICEBmA AVUCEUBERBIBECV+输入回路输入回路输出回路输出回路IB/mA 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10IC/mA 0.001 0.70 1.50 2.30 3.10 3.95IE/mA 0.001 0.72 1.54 2.36 3.18 4.05晶体管电流测量数据晶体管电流测量数据结论：结论：(1)符合基尔霍夫定律符合基尔霍夫定律(2)IC 和和 IE 比比 IB 大得多。从第三列和第四列的数据可得大得多。从第三列和第四列的数据可得 这就是晶体管的电流放大作用。这就是晶体管的电流放大作用。称为共发射极称为共发射极静态静态电流电流(直流直流)放大系数放大系数。电流放大作用还体现在基极电流的。电流放大作用还体现在基极电流的少量变化少量变化 IB 可以引起集电极电流较大的变化可以引起集电极电流较大的变化 IC。式中，式中，称为称为动态电流动态电流(交流交流)放大系数放大系数 (3)当当 IB=0(将基极开路将基极开路)时，时，IC=ICEO，表中，表中 ICEO 0UBC VB VE对于对于 PNP 型应满足型应满足:UEB 0UCB 0即即 VC VB VE特点特点特点特点:非线性非线性非线性非线性死区电压：硅死区电压：硅死区电压：硅死区电压：硅管管管管0.50.50.50.5V V，锗管，锗管，锗管，锗管0.10.10.10.1V V。正常工作时发射结电压：正常工作时发射结电压：正常工作时发射结电压：正常工作时发射结电压：NPNNPN型硅管型硅管型硅管型硅管 U UBE BE 0.60.7V 0.60.7VPNPPNP型锗管型锗管型锗管型锗管 U UBE BE 0.2 0.2 0.3V 0.3VIB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1VO9.4.3 特性曲线特性曲线1.输入特性曲线输入特性曲线IB=020 A40 A60 A80 A100 A36IC(mA )1234UCE(V)912O放大区放大区输出特性曲线通常分三个工作区：输出特性曲线通常分三个工作区：输出特性曲线通常分三个工作区：输出特性曲线通常分三个工作区：(1)(1)放大区放大区放大区放大区 在放大区有在放大区有在放大区有在放大区有 I IC C=I IB B ，也，也，也，也称为线性区，具有称为线性区，具有称为线性区，具有称为线性区，具有恒流特性。恒流特性。恒流特性。恒流特性。在放大区，在放大区，在放大区，在放大区，发射结处发射结处发射结处发射结处于正向偏置、集电结处于正向偏置、集电结处于正向偏置、集电结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，晶体管工于反向偏置，晶体管工于反向偏置，晶体管工于反向偏置，晶体管工作于放大状态。作于放大状态。作于放大状态。作于放大状态。2.输出特性曲线输出特性曲线I IB B=0=02020 A A4040 A A6060 A A8080 A A100100 A A3 36 6I IC C(mmA )A )1 12 23 34 4U UCECE(V)(V)9 91212O（2 2）截止区）截止区）截止区）截止区I IB B 0 0 ICIB+UCE(a)放放 大大 UBC 0+IC 0 IB=0+UCE UCC (b)截止截止 UBC 0 IB+UCE 0 (c)饱和饱和 UBC 0+管管 型型 工工 作作 状状 态态 饱和饱和 放大放大 截截 止止 UBE/V UCE/V UBE/V UBE/V 开始截止开始截止 可靠截止可靠截止硅管硅管(NPN)锗管锗管(PNP)0.7 0.3 0.3 0.1 0.6 0.7 0.2 0.3 0.5 0.1 0 0.1晶体管结电压的典型值晶体管结电压的典型值晶体管结电压的典型值晶体管结电压的典型值 当晶体管工作在动态当晶体管工作在动态(有输入信号有输入信号)时，基极电流的变化时，基极电流的变化量为量为 IB，它引起集电极电流的变化量为，它引起集电极电流的变化量为 IC。IC 与与 IB的比值称为的比值称为动态电流动态电流(交流交流)放大系数放大系数 在输出特性曲线近于平行等距并且在输出特性曲线近于平行等距并且 ICEO 较小的情况下较小的情况下,可近似认为可近似认为 ，但二者含义不同。，但二者含义不同。1.电流放大系数电流放大系数 ，当晶体管接成共发射极电路时，在静态当晶体管接成共发射极电路时，在静态(无输入信号无输入信号)时集时集电极电流与基极电流的比值称为电极电流与基极电流的比值称为静态电流静态电流(直流直流)放大放大系数系数 9.4.4 主要参数主要参数2.2.集集集集基极反向截止电流基极反向截止电流基极反向截止电流基极反向截止电流 I ICBOCBO I ICBO CBO 是是是是当当当当发发发发射射射射极极极极开开开开路路路路时时时时流流流流经经经经集集集集电电电电结结结结的的的的反反反反向向向向电电电电流流流流，其值很小。其值很小。其值很小。其值很小。3.3.集集集集射极反向截止电流射极反向截止电流射极反向截止电流射极反向截止电流 I ICEOCEO ICEO 是当基极开是当基极开路路(IB=0)时的集电极时的集电极电流，也称为穿透电流，电流，也称为穿透电流，其值越小越好。其值越小越好。ICBO A+EC AICEOIB=0+4.4.集电极最大允许电流集电极最大允许电流集电极最大允许电流集电极最大允许电流 I ICMCM5.5.集集集集-射极反向击穿电压射极反向击穿电压射极反向击穿电压射极反向击穿电压U U(BR)CEO(BR)CEO 集电极电流集电极电流集电极电流集电极电流 I IC C上升会导致三极管的上升会导致三极管的上升会导致三极管的上升会导致三极管的 值的下降，值的下降，值的下降，值的下降，当当当当 值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为为为为 I ICMCM。6.6.集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率P PCMCM P PCMCM取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过高会烧坏三极管。温升过高会烧坏三极管。温升过高会烧坏三极管。温升过高会烧坏三极管。集电极所消耗的最大功率集电极所消耗的最大功率集电极所消耗的最大功率集电极所消耗的最大功率，称为集电极最大允许耗散功率，称为集电极最大允许耗散功率，称为集电极最大允许耗散功率，称为集电极最大允许耗散功率 P PCMCM。P PC C =I IC C U UCECE P PCMCM 基基基基极极极极开开开开路路路路时时时时，加加加加在在在在集集集集电电电电极极极极和和和和发发发发射射射射极极极极之之之之间间间间的的的的最最最最大大大大允许电压，称为集允许电压，称为集允许电压，称为集允许电压，称为集射极反相击穿电压射极反相击穿电压射极反相击穿电压射极反相击穿电压 U U(BR)CEO(BR)CEO。I IC CU UCECE=P=PCMCMICMU(BR)CEO安全工作区安全工作区由三个极限参数可画出三极管的安全工作区由三个极限参数可画出三极管的安全工作区由三个极限参数可画出三极管的安全工作区由三个极限参数可画出三极管的安全工作区ICUCEO晶体管工作状态、类型和管脚的判别晶体管工作状态、类型和管脚的判别晶体管工作状态、类型和管脚的判别晶体管工作状态、类型和管脚的判别晶体管的工作状态判断晶体管的工作状态判断:NPN型的管子，若发射结反偏，晶体管工作在截止状态；型的管子，若发射结反偏，晶体管工作在截止状态；若则发射结正偏，集电结反偏为放大状态，集电结正偏若则发射结正偏，集电结反偏为放大状态，集电结正偏为饱和状态为饱和状态。（2）晶体管的类型和管脚判断：）晶体管的类型和管脚判断：NPN型集电极电位最高，发射极最低，即，型集电极电位最高，发射极最低，即，PNP型集电极电位最低，发射极最高，即，型集电极电位最低，发射极最高，即，硅管基极电位与发射极电位大约相差硅管基极电位与发射极电位大约相差0.6V或或0.7V；锗管基极电位和发射极电位相差大约为锗管基极电位和发射极电位相差大约为0.2V或或0.3V例例例例1 1：某晶体管三个电极的电压分别为：某晶体管三个电极的电压分别为：V1=3V,V2=2.3V,V3=-3V，则可以判定该晶体管，则可以判定该晶体管“1”脚为脚为 极，极，“2”脚为脚为 极，极，“3”脚为脚为 极。属于极。属于 材料，材料，型的晶体管。型的晶体管。硅硅硅硅集电集电集电集电PNPPNP发射发射发射发射基基基基对于对于 NPN 型应满足型应满足:UBE 0UBC VB VE对于对于 PNP 型应满足型应满足:UEB 0UCB 0即即 VC VB 00，且硅管的，且硅管的，且硅管的，且硅管的U UBE BE 约为约为约为约为0.6 0.7V0.6 0.7V，由此可知，该晶体管为由此可知，该晶体管为由此可知，该晶体管为由此可知，该晶体管为NPNNPN型硅管，型硅管，型硅管，型硅管，1 1脚为基极脚为基极脚为基极脚为基极B B，2 2脚为发射极脚为发射极脚为发射极脚为发射极E E，3 3脚为集电极脚为集电极脚为集电极脚为集电极C C。