第6章二极管和晶体管.pptx

第六章第六章 二极管和晶体管二极管和晶体管6.1 6.1 半导体的基本知识半导体的基本知识6.2 6.2 半导体二极管半导体二极管6.3 6.3 稳压二极管稳压二极管6.4 6.4 晶体管晶体管6.1 6.1 半导体的基本知识半导体的基本知识 在物理学中。根据材料的导电能力，可以将他们划分导在物理学中。根据材料的导电能力，可以将他们划分导体、绝缘体和半导体。体、绝缘体和半导体。凡容易导电的物质（如金、银、铜、铝、铁等金属物质）称为导体；不容易导电的物质（如玻璃、橡胶、塑料、陶瓷等）称为绝缘体；导电能力介于导体和绝缘体之间的物质（如硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等）称为半导体。半导体之所以得到广泛的应用，是因为它具有热敏性、光敏性、掺杂性等特殊性能。6.1 6.1 半导体的基本知识半导体的基本知识 典型的半导体是典型的半导体是硅硅Si和和锗锗Ge，它们都是它们都是4价元素价元素。硅原子硅原子锗原子锗原子硅硅和和锗锗最最外外层层轨轨道道上上的的四个电子称为四个电子称为价电子价电子。本征半导体的共价键结构本征半导体的共价键结构束缚电子束缚电子在绝对温度在绝对温度T=0K时，时，所有的价电子都被共价键所有的价电子都被共价键紧紧束缚在共价键中，不紧紧束缚在共价键中，不会成为会成为自由电子自由电子，因此本因此本征半导体的导电能力很弱，征半导体的导电能力很弱，接近绝缘体。接近绝缘体。一.本征半导体 本征半导体本征半导体化学成分纯净的半导体晶体。化学成分纯净的半导体晶体。制制造造半半导导体体器器件件的的半半导导体体材材料料的的纯纯度度要要达达到到99.9999999%，常常称为称为“九个九个9”。这一现象称为这一现象称为本征激发本征激发，也称也称热激发热激发。当当温温度度升升高高或或受受到到光光的的照照射射时时，束束缚缚电电子子能能量量增增高高，有有的的电电子子可可以以挣挣脱脱原原子子核核的的束束缚缚，而而参参与与导导电电，成成为为自自由由电子电子。自由电子自由电子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴 自由电子产生的自由电子产生的同时，在其原来的共同时，在其原来的共价键中就出现了一个价键中就出现了一个空位，称为空位，称为空穴空穴。动画演示热激发 可见本征激发同时产生可见本征激发同时产生电子空穴对。电子空穴对。外加能量越高（外加能量越高（温度温度越高），产生的电子空越高），产生的电子空穴对越多。穴对越多。动画动画演示演示：两种载流子两种载流子 与本征激发相反的与本征激发相反的现象现象复合复合在一定温度下，本征激在一定温度下，本征激发和复合同时进行，达发和复合同时进行，达到动态平衡。电子空穴到动态平衡。电子空穴对的浓度一定。对的浓度一定。常温常温300K时：时：电子空穴对的浓度电子空穴对的浓度硅：硅：锗：锗：自由电子自由电子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴空穴电子空穴对电子空穴对自由电子自由电子 带负电荷带负电荷 电子流电子流+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由电子自由电子E总电流总电流载流子载流子空穴空穴 带正电荷带正电荷 空穴流空穴流本征半导体的导电性取决于外加能量：本征半导体的导电性取决于外加能量：温度变化，导电性变化；光照变化，导电性变化。温度变化，导电性变化；光照变化，导电性变化。导电机制导电机制二二.杂质半导体杂质半导体 在本征半导体中掺入某些微量杂质元素后的在本征半导体中掺入某些微量杂质元素后的半导体称为半导体称为杂质半导体杂质半导体。1.1.N型半导体型半导体 在本征半导体中掺入五价杂质元素，例在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷，砷等，称为如磷，砷等，称为N型半导体型半导体。N型半导体型半导体多余电子多余电子磷原子磷原子硅原子硅原子多数载流子多数载流子自由电子自由电子少数载流子少数载流子 空穴空穴+N型半导体施主离子施主离子自由电子自由电子电子空穴对电子空穴对 在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓等。空穴空穴硼原子硼原子硅原子硅原子多数载流子多数载流子 空穴空穴少数载流子少数载流子自由电子自由电子P型半导体受主离子受主离子空穴空穴电子空穴对电子空穴对2.2.P型半导体型半导体杂质半导体的示意图杂质半导体的示意图+N型半导体多子多子电子电子少子少子空穴空穴P型半导体多子多子空穴空穴少子少子电子电子少子浓度少子浓度与温度有关与温度有关多子浓度多子浓度与温度无关与温度无关内电场E因多子浓度差因多子浓度差形成内电场形成内电场多子的扩散多子的扩散 空间电荷区空间电荷区 阻止多子扩散，促使少子漂移。阻止多子扩散，促使少子漂移。PNPN结合结合空间电荷区空间电荷区多子扩散电流多子扩散电流少子漂移电流少子漂移电流耗尽层耗尽层三三.PN结及其单向导电性结及其单向导电性 1.PN结的形成结的形成 少子飘移少子飘移补充耗尽层失去的多子，耗尽层窄，补充耗尽层失去的多子，耗尽层窄，E多子扩散多子扩散 又失去多子，耗尽层宽，又失去多子，耗尽层宽，E内电场E多子扩散电流多子扩散电流少子漂移电流少子漂移电流耗尽层耗尽层动态平衡：动态平衡：扩散电流扩散电流 漂移电流漂移电流总电流总电流0势垒势垒 UO硅硅 0.5V锗锗 0.1V2.PN结的单向导电性结的单向导电性(1)加正向电压（正偏）加正向电压（正偏）电源正极接电源正极接P区，负极接区，负极接N区区 外电场的方向与内电场方向相反。外电场的方向与内电场方向相反。外电场削弱内电场外电场削弱内电场 耗尽层变窄耗尽层变窄 扩散运动漂移运动扩散运动漂移运动多子多子扩散形成正向电流扩散形成正向电流I I F F正向电流正向电流(2)加反向电压加反向电压电源正极接电源正极接N区，负极接区，负极接P区区 外电场的方向与内电场方向相同。外电场的方向与内电场方向相同。外电场加强内电场外电场加强内电场 耗尽层变宽耗尽层变宽 漂移运动扩散运动漂移运动扩散运动少子漂移形成反向电流少子漂移形成反向电流I I R RPN 在一定的温度下，由本在一定的温度下，由本征激发产生的少子浓度是征激发产生的少子浓度是一定的，故一定的，故IR基本上与外加基本上与外加反压的大小无关，所以称反压的大小无关，所以称为为反向饱和电流反向饱和电流。但。但IR与温与温度有关。度有关。PN结加正向电压时，具有较大的正向结加正向电压时，具有较大的正向扩散电流，呈现低电阻，扩散电流，呈现低电阻，PN结导通；结导通；PN结加反向电压时，具有很小的反向结加反向电压时，具有很小的反向漂移电流，呈现高电阻，漂移电流，呈现高电阻，PN结截止。结截止。由此可以得出结论：由此可以得出结论：PN结具有单向导结具有单向导电性。电性。3.PN结结的伏安特性曲线及表达式的伏安特性曲线及表达式 根据理论推导，根据理论推导，PNPN结的伏安特性曲线如图结的伏安特性曲线如图正偏正偏IF（多子扩散）（多子扩散）IR（少子漂移）（少子漂移）反偏反偏反向饱和电流反向饱和电流反向击穿电压反向击穿电压反向击穿反向击穿热击穿热击穿烧坏烧坏PN结结电击穿电击穿可逆可逆 根据理论分析：根据理论分析：u 为为PN结两端的电压降结两端的电压降i 为流过为流过PN结的电流结的电流IS 为反向饱和电流为反向饱和电流UT=kT/q 称为温度的电压当量称为温度的电压当量其中其中k为玻耳兹曼常数为玻耳兹曼常数 1.381023q 为电子电荷量为电子电荷量1.6109T 为热力学温度为热力学温度 对于室温（相当对于室温（相当T=300 K）则有则有UT=26 mV。当当 u0 uUT时时当当 u|U T|时时4.PN结的电容效应结的电容效应 当外加电压发生变化时，耗尽层的宽度要相应当外加电压发生变化时，耗尽层的宽度要相应地随之改变，即地随之改变，即PN结中存储的电荷量要随之变化，结中存储的电荷量要随之变化，就像电容充放电一样。就像电容充放电一样。(1)势垒电容势垒电容CB(2)扩散电容扩散电容CD 当外加正向电压当外加正向电压不同时，不同时，PN结两结两侧堆积的少子的侧堆积的少子的数量及浓度梯度数量及浓度梯度也不同，这就相也不同，这就相当电容的充放电当电容的充放电过程过程。电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来电容效应在交流信号作用下才会明显表现出来极间电容（结电容）极间电容（结电容）6.2 6.2 半导体二极管半导体二极管 二极管二极管=PN结结+管壳管壳+引线引线NP结构结构符号符号阳极阳极+阴极阴极-二极管按结构分三大类：二极管按结构分三大类：(1)点接触型二极管点接触型二极管 PN结面积小，结电容小，结面积小，结电容小，用于检波和变频等高频电路。用于检波和变频等高频电路。(3)平面型二极管平面型二极管 用于集成电路制造工艺中。用于集成电路制造工艺中。PN 结面积可大可小，用结面积可大可小，用于高频整流和开关电路中。于高频整流和开关电路中。(2)面接触型二极管面接触型二极管 PN结面积大，用结面积大，用于工频大电流整流电路。于工频大电流整流电路。一一、半导体二极管的、半导体二极管的VA特性曲线特性曲线 硅：硅：0.5 V 锗：锗：0.1 V(1)正向特性正向特性导通压降导通压降反向饱和电流反向饱和电流(2)反向特性反向特性死区死区电压电压击穿电压击穿电压UBR实验曲线实验曲线uEiVmAuEiVuA锗锗 硅：硅：0.7 V 锗：锗：0.3V二二.二极管的模型及近似分析计算二极管的模型及近似分析计算例：例：IR10VE1kiuRLC线性器件线性器件二极管的模型二极管的模型DU串联电压源模型串联电压源模型U D 二极管的导通压降。硅管二极管的导通压降。硅管 0.7V；锗管；锗管 0.3V。理想二极管模型理想二极管模型正偏正偏反偏反偏导通压降导通压降二极管的二极管的VA特性特性二极管的近似分析计算二极管的近似分析计算IR10VE1kIR10VE1k例：例：串联电压源模型串联电压源模型测量值测量值 9.32mA相对误差相对误差理想二极管模型理想二极管模型RI10VE1k相对误差相对误差0.7V例例：二二极极管管构构成成的的限限幅幅电电路路如如图图所所示示，R1k，UREF=2V，输入信号为，输入信号为ui。(1)若若 ui为为4V的的直直流流信信号号，分分别别采采用用理理想想二二极极管管模模型型、理理想二极管串联电压源模型计算电流想二极管串联电压源模型计算电流I和输出电压和输出电压uo解解：（1）采用理想模型分析。）采用理想模型分析。采用理想二极管串联电压源模型分析。采用理想二极管串联电压源模型分析。（2）如如果果ui为为幅幅度度4V的的交交流流三三角角波波，波波形形如如图图（b）所所示示，分分别别采采用用理理想想二二极极管管模模型型和和理理想想二二极极管管串串联联电电压压源源模模型分析电路并画出相应的输出电压波形。型分析电路并画出相应的输出电压波形。解：解：采用理想二极管采用理想二极管模型分析。波形如图所示。模型分析。波形如图所示。0-4V4Vuit2V2Vuot02.7Vuot0-4V4Vuit2.7V 采采用用理理想想二二极极管管串串联联电电压压源源模模型型分分析析，波波形形如图所示。如图所示。.应用举例 例、电路如图。试分析当UA和UB分别为0V和3V时，二极管D1和D2的状态，并求出此时UO的值。二极管均为硅管。应用举例解：当UA=UB=0V时，D1和D2都导通，UO=Uon=0.7V 当UA=UB=3V时，D1和D2都导通，UO=Uon=3.7V UA=0V,UB=3V时，似乎D1和D2都 导通，实际上 D1和导通后，UO被限制在0.7V，使D2反偏，UO=Uon=0.7V 当UA=3V,UB=0V时，UO=Uon=0.7V应用举例UA（V）UB（V）D1 D2UO（V）0 0导通导通 0.7 0 3导通截止 0.7 3 0截止导通 0.7 3 3导通导通 3.7总结成表：二极管典型例题分析 下面的五个电路中的二极管都是理想二极管，若输入为正弦波ui=10sint(V)，试分别画出其传输特性和输出波形。解：在分析传输特性和输出波形之前，(1)、必须仔细观察电路，如二极管极性，偏压的方向等。(2)、然后，先假设二极管不导通，看二极管的开路电压是否构成正偏？什么时候构成正偏？如果正偏，则二极管导通（短路），如反偏，二极管截止（开路）。(3)、最后看输出电压如何。二极管典型例题分析1、电路如图。该电路为串联限幅电路。若二极管导通，则输出等于输入；若二极管截止，输出等于V。偏压V对二极管构成反偏，输入为正时，输入和V叠加后使二极管截止，uO=V=-3V。只有输入为负且超过-3V后，二极管才正偏导通，一旦导通则输出等于输入。电路是上限幅电路。二极管典型例题分析其传输特性和输出波形如下：二极管典型例题分析2、电路如图。该电路也为串联限幅电路。若二极管导通，则输出等于输入；若二极管截止，输出等于V。偏压V对二极管构成反偏，输入为负时，输入和V叠加后使二极管截止，uO=V=3V。只有输入为正且超过3V后，二极管才正偏导通，一旦导通则输出等于输入。电路是下限幅电路。二极管典型例题分析其传输特性和输出波形如下：二极管典型例题分析3、电路如图。该电路为并联限幅电路。若二极管导通，则输出等于V；若二极管截止，输出等于输入。偏压V对二极管构成反偏，输入为负时，输入和V叠加后使二极管截止，uO=ui。只有输入为正且超过3V后，二极管才正偏导通，一旦导通则输出等于3V。电路是上限幅电路。二极管典型例题分析其传输特性和输出波形如下：二极管典型例题分析4、电路如图。该电路为并联限幅电路。若二极管导通，则输出等于V；若二极管截止，输出等于输入。偏压V对二极管构成正偏，输入为负时，输入和V叠加后使二极管导通，一旦导通则输出等于3V。只有输入为正且超过3V后，二极管才反偏截止，输出等于输入。电路是下限幅电路。二极管典型例题分析其传输特性和输出波形如下：二极管典型例题分析5、电路如图。该电路为并联限幅电路。若二极管导通，则输出等于V；若二极管截止，输出等于输入。偏压V对二极管构成反偏，输入为正时，输入和V叠加后使二极管截止，输出等于输入。只有输入为负且超过-3V后，二极管才正偏导通，一旦导通则输出等于-3V。电路是下限幅电路。二极管典型例题分析其传输特性和输出波形如下：三三.二极管的主要参数二极管的主要参数(1)最大整流电流最大整流电流IF二极管长期连续工二极管长期连续工作时，允许通过二作时，允许通过二极管的最大整流极管的最大整流电流的平均值。电流的平均值。(2)反向击穿电压反向击穿电压UBR 二极管反向电流二极管反向电流急剧增加时对应的反向急剧增加时对应的反向电压值称为反向击穿电压值称为反向击穿电压电压UBR。一般为最大反。一般为最大反向工作电压向工作电压UR的一半。的一半。(3)反向电流反向电流I IR R 在室温下，在规定的反向电压下的反向电流值。硅二极管在室温下，在规定的反向电压下的反向电流值。硅二极管的反向电流一般在纳安的反向电流一般在纳安(nA)级；锗二极管在微安级；锗二极管在微安(A)级。级。(4)最高工作频率最高工作频率f fM Mf fM M主要由主要由PN结电容的大小决定结电容的大小决定，f fM M结电容愈大就越低结电容愈大就越低。当稳压二极管工作在当稳压二极管工作在反向击穿状态下反向击穿状态下,工作工作电流电流IZ在在Izmax和和Izmin之间变化时之间变化时,其两端电其两端电压近似为常数压近似为常数稳定稳定电压电压四、稳压二极管四、稳压二极管 稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊二极管稳压二极管是应用在反向击穿区的特殊二极管正向同正向同二极管二极管反偏电压反偏电压UZ 反向击穿反向击穿UZ限流电阻限流电阻 稳压二极管的主要稳压二极管的主要 参数参数(1)稳定电压稳定电压UZ(2)动态电阻动态电阻rZ 在规定的稳压管反向工作电流在规定的稳压管反向工作电流IZ下，所对应的反向工作电压。下，所对应的反向工作电压。rZ=U/I rZ愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。愈小，反映稳压管的击穿特性愈陡。(3)(3)最小稳定工作最小稳定工作 电流电流IZmin 保证稳压管击穿所对应的电流，若保证稳压管击穿所对应的电流，若IZIZmin则不能稳压。则不能稳压。(4)(4)最大稳定工作电流最大稳定工作电流IZmax 超过超过Izmax稳压管会因功耗过大而烧坏。稳压管会因功耗过大而烧坏。（5）最大耗散功率 PZM 稳压管的最大功率损耗，取决于PN结的面积和散热等条件。反向工作时，PN结的功率损耗为 PZ=UZ IZ，由 PZM和UZ可以决定IZmax（6）稳定电压温度系数 温度的变化将使UZ改变，在稳压管中，当UZ 6 V时，UZ具有正温度系数，反向击穿是雪崩击穿。当UZ4 V时，UZ具有负温度系数，反向击穿是齐纳击穿。当4 VUZ 6 V时，稳压管可以获得接近零的温度系数。这样的稳压二极管可以作为标准稳压管使用。稳压二极管的应用举例稳压二极管的应用举例uoiZDZRiLiuiRL稳压管的技术参数稳压管的技术参数:负载电阻负载电阻 。解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电解：令输入电压达到上限时，流过稳压管的电流为流为Izmax。求：求：电阻电阻R和输入电压和输入电压 ui 的正常值。的正常值。方程方程1 要求要求当输入电压由正常值发生当输入电压由正常值发生 20%波动时，负载波动时，负载电压基本不变。电压基本不变。令输入电压降到下限时，令输入电压降到下限时，流过稳压管的电流为流过稳压管的电流为Izmin。方程方程2uoiZDZRiLiuiRL联立方程联立方程1、2，可解得：，可解得：例2、稳压管稳压电路如图所示。已知稳压管的稳定电压UZ=6V，最小稳定电流Izmin=5mA，最大稳定电流Izmax=25mA，负载电阻RL=600。求解限流电阻R的取值范围。6.4 晶体管 半半导导体体三三极极管管，也也叫叫晶晶体体三三极极管管，简简称称晶晶体体管管。由由于于工工作作时时，多多数数载载流流子子和和少少数数载载流流子子都都参参与与运运行行，因因此此，还还被被称称为为双双极极型型晶晶体体管管（Bipolar Junction Transistor,简称简称BJT）。）。BJT是由两个是由两个PN结组成的。结组成的。一一.BJT的结构的结构NPN型PNP型符号符号:三极管的结构特点三极管的结构特点:（1）发射区的掺杂浓度集电区掺杂浓度。）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。）基区要制造得很薄且浓度很低。-NNP发射区集电区基区发射结 集电结ecb发射极集电极基极-PPN发射区集电区基区发射结 集电结ecb发射极集电极基极二二 BJT的内部工作原理的内部工作原理（NPN管）管）三极管在工作时要三极管在工作时要加上适当的直流偏加上适当的直流偏置电压。置电压。若在放大工作状态：若在放大工作状态：发射结正偏：发射结正偏：+UCE UBEUCB集电结反偏：集电结反偏：由由VBB保证保证由由VCC、VBB保证保证UCB=UCE-UBE 0共发射极接法共发射极接法c区区b区区e区区 （1 1）因为发射结正偏，所以发）因为发射结正偏，所以发射区向基区注入电子射区向基区注入电子 ，形成了扩形成了扩散电流散电流IEN。同时从基区向发射区。同时从基区向发射区也有空穴的扩散运动，形成的电流也有空穴的扩散运动，形成的电流为为IEP。但其数量小，可忽略。但其数量小，可忽略。所所以发射极电流以发射极电流I E I EN。（2）发射区的电子注）发射区的电子注入基区后，变成了少数载入基区后，变成了少数载流子。少部分遇到的空穴流子。少部分遇到的空穴复合掉，形成复合掉，形成IBN。所以。所以基基极电流极电流I B I BN。大部分到。大部分到达了集电区的边缘。达了集电区的边缘。1BJT内部的载流子传输过程内部的载流子传输过程（3）因为集电结反偏，）因为集电结反偏，收集扩散到集电区边收集扩散到集电区边缘的电子，形成电流缘的电子，形成电流ICN。另外，集电结区另外，集电结区的少子形成漂移的少子形成漂移电流电流ICBO。2电流分配关系电流分配关系三个电极上的电流关系三个电极上的电流关系:IE=IC+IB定义：定义：(1)(1)IC与与I E之间的关系之间的关系:所以所以:其值的大小约为其值的大小约为0.90.90.990.99。(2)IC与与I B之间的关系：之间的关系：联立以下两式联立以下两式：得：得：所以所以：得：得：令令：三三.BJT.BJT的特性曲线（的特性曲线（共发射极接法）共发射极接法）(1)(1)输入特性曲线输入特性曲线 iB=f(uBE)uCE=const（1）uCE=0V时，相当于两个时，相当于两个PN结并联。结并联。（3）uCE 1V再增加时，曲线右移很不明显。再增加时，曲线右移很不明显。（2）当）当uCE=1V时，时，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，所以基区复集电结已进入反偏状态，开始收集电子，所以基区复合减少，合减少，在同一在同一uBE 电压下，电压下，iB 减小。特性曲线将向右稍微移动一些。减小。特性曲线将向右稍微移动一些。死区电压死区电压硅硅 0.5V锗锗 0.1V导通压降导通压降硅硅 0.7V锗锗 0.3V(2)输出特性曲线输出特性曲线 iC=f(uCE)iB=const 现以现以iB=60uA一条加以说明。一条加以说明。（1）当）当uCE=0 V时，因集电极无收集作用，时，因集电极无收集作用，iC=0。（2）uCE Ic 。（3）当当uCE 1V后，后，收集电子的能力足够强。收集电子的能力足够强。这时，发射到基区的电这时，发射到基区的电子都被集电极收集，形子都被集电极收集，形成成iC。所以。所以uCE再增加，再增加，iC基本保持不变。基本保持不变。同理，可作出同理，可作出iB=其他值的曲线。其他值的曲线。输出特性曲线可以分为三个区域输出特性曲线可以分为三个区域:饱和区饱和区iC受受uCE显著控制的区域，该区域内显著控制的区域，该区域内uCE0.7 V。此时发射结正偏，集电结也正偏。此时发射结正偏，集电结也正偏。截止区截止区iC接近零的区域，相当接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。的曲线的下方。此时，发射结反偏，集电结反偏。此时，发射结反偏，集电结反偏。放大区放大区 曲线基本平行等曲线基本平行等 距。距。此时，发此时，发 射结正偏，集电射结正偏，集电 结反偏。结反偏。该区中有：该区中有：饱和区饱和区放大区放大区截止区截止区四四.BJTBJT的主要参数的主要参数1.电流放大系数电流放大系数（2 2）共基极电流放大系数：）共基极电流放大系数：iCE=20uA(mA)B=40uAICu=0(V)=80uAIBBBIBiIBI=100uACBI=60uAi一般取一般取20200之间之间2.31.5（1 1）共发射极电流放大系数：）共发射极电流放大系数：2.极间反向电流极间反向电流（2）集电极发射极间的穿）集电极发射极间的穿透电流透电流ICEO 基极开路时，集电极到发射基极开路时，集电极到发射极间的电流极间的电流穿透电流穿透电流。其大小与温度有关。其大小与温度有关。（1）集电极基极间反向饱和电流）集电极基极间反向饱和电流ICBO 发射极开路时，在其集电结上加反向电压，得到反向电流。发射极开路时，在其集电结上加反向电压，得到反向电流。它实际上就是它实际上就是一个一个PNPN结的反向电流。结的反向电流。其大小与温度有关。其大小与温度有关。锗管：锗管：I CBO为微安数量级，为微安数量级，硅管：硅管：I CBO为纳安数量级。为纳安数量级。+ICBOecbICEO 3.极限参数极限参数 Ic增加时，增加时，要下降。当要下降。当 值值下降到线性放大区下降到线性放大区 值值的的70时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流电流ICM。（1）集电极最大允许电流）集电极最大允许电流ICM（2）集电极最大允）集电极最大允许功率损耗许功率损耗PCM 集电极电流通过集集电极电流通过集电结时所产生的功耗，电结时所产生的功耗，PC=ICUCE PCMUON并且UCEUBE。2、晶体管共射h参数等效模型 、双端口网络参数、晶体管h参数模型的导出、晶体管h参数的物理意义、晶体管h参数模型的简化、晶体管rbe的近似表达式、双端口网络参数 根据电路理论，下面的双端口网络可用不同的参数方程来表示：、双端口网络参数其中h参数在低频用的比较广泛。各参数的意义如下：、双端口网络参数、晶体管 h参数模型的导出晶体管在共射接法时，输入输出关系如下：、晶体管 h参数模型的导出在静态工作点附近，可用下式表示：、晶体管 h参数模型的导出、晶体管 h参数模型的导出上式变为：、晶体管 h参数模型的导出 而微分表示交流量，上式变为、晶体管 h参数模型的导出若输入为正弦量，则可用向量表示，并得出h参数模型。、晶体管h参数的物理意义、hie：输出端交流短路时的输入电阻，即uCE=UCEQ那条输入特性曲线在Q点处切线斜率的倒数。习惯上用rbe表示。求法：hie=uBE/iB、晶体管h参数的物理意义、hre:输入端交流开路时的晶体管内反馈系数，即在iB=IBQ的情况下，uCE对uBE的影响。求法：hre=uBE/uCE，当uCE1V时，hre 10-2、晶体管h参数的物理意义、hfe：输出端交流短路时的正向电流放大倍数，它反映了基极电流对集电极电流的控制作用。习惯上用表示。求法：hfe=iC/iB、晶体管h参数的物理意义、hoe:输入端交流开路时的输出电导，习惯上用rce表示晶体管的输出电阻，即rce=1/hoe。一般h22e100K.求法：hoe=iC/uCE、晶体管h参数模型的简化 由以上讨论可知，hre和hoe都很小（hre 10-2，hoe100K），可忽略不计，h参数的简化模型为：、晶体管h参数模型的简化注意：电流源是受控源，不但大小决定于iB，而且方向也必须与之对应，不能随意假定。h参数模型的对象是变化量，不能用它 来求静态工作点。微变等效电路虽然没反映直流量，但小信号 参数是在Q点求出的，所以计算结果反映了 工作点附近的情况。、晶体管rbe的近似表达式其中：UT=26mV （T300k）对小功率晶体管 通常可以取200 ，相当于基区的体电阻。0.1mAIE5mA，超过此值范围则会带来较大误差。BJT电路的分析方法（直流）电路的分析方法（直流）.模型分析法（近似估算法）模型分析法（近似估算法）VCCVBBRbRc12V6V4K150K+UBE+UCEIBIC+VCC+VBBRbRc(+12V)(+6V)4K150K+UBE+UCEIBIC例：共射电路如图，已知三极管为硅管，例：共射电路如图，已知三极管为硅管，=40，试，试求电路中的直流量求电路中的直流量IB、IC、UBE、UCE。+VCC+VBBRbRc(+12V)(+6V)4K150K+UBE+UCEIBIC0.7VIBecbIC+VCCRc(+12V)4K+UBEIB+VBBRb(+6V)150K+UCE解：设三极管工作在放大状态，用放大模型代替三极管。解：设三极管工作在放大状态，用放大模型代替三极管。UBE=0.7V本章小结本章小结1半半导导体体材材料料中中有有两两种种载载流流子子：电电子子和和空空穴穴。电电子子带带负负电电，空空穴穴带带正正电电。在在纯纯净净半半导导体体中中掺掺入入不不同同的的杂杂质质，可可以以得得到到N型型半导体和半导体和P型半导体。型半导体。2采采用用一一定定的的工工艺艺措措施施，使使P型型和和N型型半半导导体体结结合合在在一一起起，就就形成了形成了PN结。结。PN结的基本特点是单向导电性。结的基本特点是单向导电性。3二二极极管管是是由由一一个个PN结结构构成成的的。其其特特性性可可以以用用伏伏安安特特性性和和一一系系列列参参数数来来描描述述。在在研研究究二二极极管管电电路路时时，可可根根据据不不同同情情况况，使用不同的二极管模型。使用不同的二极管模型。4BJT是是由由两两个个PN结结构构成成的的。工工作作时时，有有两两种种载载流流子子参参与与导导电电，称称为为双双极极性性晶晶体体管管。BJT是是一一种种电电流流控控制制电电流流型型的的器器件件，改改变变基基极极电电流流就就可可以以控控制制集集电电极极电电流流。BJT的的特特性性可可用用输输入入特特性性曲曲线线和和输输出出特特性性曲曲线线来来描描述述。其其性性能能可可以以用用一一系系列列参参数数来来表征。表征。BJT有三个工作区：饱和区、放大器和截止区。有三个工作区：饱和区、放大器和截止区。