半导体二极管和三极管课件.ppt

1、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页“模拟电子技术”特点 处理对象：模拟信号 处理目的：放大、稳定、滤波、产生信号 分析方法：工程分析方法（抓住主要因素，忽略次要因素） 难点：交流、直流叠加，工程分析方法 学习方法：认真听讲、多做练习下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页主要内容半导体器件基础半导体器件基础二极管的工作原理、分析方法二极管的工作原理、分析方法三极管的工作原理、分析方法三极管的工作原理、分析方法场效应管的工作原理、分析方法场效应管的工作原理、分析方法 基本放大电路基本放大电路差分放大电路差分放大电路集成运算放大电路集成运算放大电路负反馈放

2、大电路负反馈放大电路功率放大电路功率放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页学习方法：电子器件电子器件管管外部特性外部特性基本电路基本电路路路学习重点学习重点应用电路应用电路用用广泛了解广泛了解下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 导体、半导体和绝缘体导体、半导体和绝缘体一、导体一、导体 自然界中很容易导电的物质称为自然界中很容易导电的物质称为导体导体， 金属一般都是导体。金

3、属一般都是导体。二、绝缘体二、绝缘体 有的物质几乎不导电，称为有的物质几乎不导电，称为绝缘体绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。如橡皮、陶瓷、塑料和石英。三、半导体三、半导体 另有一类物质的导电特性处于导体和另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为绝缘体之间，称为半导体半导体，如锗、硅、砷，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。化镓和一些硫化物、氧化物等。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页半导体半导体的导电机理不同于其它物质，所以它具有的导电机理不同于其它物质，所以它具有不同于其它物质的特点。例如：不同于其它物质的特点。例如： 当受外界热和光的作用时，它的导电能

4、当受外界热和光的作用时，它的导电能 力明显变化。力明显变化。 往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使 它的导电能力明显改变。它的导电能力明显改变。 半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间的物体。在一定条件下可导电。 半导体的电阻率为10-3109 cm。典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页14.1 半导体的导电特性半导体的导电特性下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页共价健共价健 Si Si Si Si价电子价电子下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 S

5、i Si Si Si价电子价电子这一现象称为本征激发。这一现象称为本征激发。空穴空穴自由电子自由电子下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 Si Si Si Sip+多多余余电电子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下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 Si Si Si SiB硼原子硼原子空穴空穴下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页多子的扩散运动多

6、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 扩散的结果使扩散的结果使空间电荷区变宽。空间电荷区变宽。空间电荷区也称空间电荷区也称 PN 结结 +形成空间电荷区形成空间电荷区下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页PN 结变窄结变窄 P接正、接正、N接负接负 外电场外电场IF内电场内电场PN+下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页+下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 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。向电流。IR+下一页

7、下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页阴极引线阴极引线阳极引线阳极引线二氧化硅保护层二氧化硅保护层P型硅型硅N型硅型硅( c ) 平面型平面型金属触丝金属触丝阳极引线阳极引线N型锗片型锗片阴极引线阴极引线外壳外壳( a ) 点接触型点接触型铝合金小球铝合金小球N型硅型硅阳极引线阳极引线PN结结金锑合金金锑合金底座底座阴极引线阴极引线( b ) 面接触型面接触型图图 1 12 半导体二极管的结构和符号半导体二极管的结构和符号 阴极阴极阳极阳极( d ) 符号符号D下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页反向

8、击穿反向击穿电压电压U(BR)反向特性反向特性UIPN+PN+下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页定性分析：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 若二极管是理想的，若二极管是理想的，下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例1：D6V12V3k BAUAB+下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页例例2:mA43122D IBD16V12V3k AD2UAB+下一页下一页总目录总目录 章目录

9、章目录返回返回上一页上一页V sin18itu t 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页按按 PN 结结构结结构分：分：有点接触型和面接触型二极管。有点接触型和面接触型二极管。点接触型管子中不允许通过较大的电流，因结电容点接触型管子中不允许通过较大的电流，因结电容小，可在高频下工作。小，可在高频下工作。面接触型二极管面接触型二极管 PN 结的面积大，允许流过的电流结的面积大，允许流过的电流大，但只能在较低频率下工作。大，但只能在较低频率下工作。按用途划分：按用途划分：有整流二极管、检波二极管、稳压二有整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、发光二极管、变容二极管等

10、。极管、开关二极管、发光二极管、变容二极管等。按半导体材料分：按半导体材料分：有硅二极管、锗二极管等。有硅二极管、锗二极管等。 二极管的二极管的类型类型下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页UZIZIZM UZ IZ_+UIO下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页ZZ ZIUr下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2. 发光二极管发光二极管 发光二极管是一种将电能转换为光能的半导体器件，发光二极管是一种将电能转换为光能的半导体器件，它包含了可见光、不可见光、激光等类型。它包含了

11、可见光、不可见光、激光等类型。 可见光发光二极管也称为可见光发光二极管也称为LED，符号如，符号如图所示。发光颜色目前有红色、绿色、橙图所示。发光颜色目前有红色、绿色、橙色、黄色等。发光二极管的电特性与普通色、黄色等。发光二极管的电特性与普通二极管一样，伏安特性曲线也类似，同样二极管一样，伏安特性曲线也类似，同样具有单向导电性。但正向导通电压比普通具有单向导电性。但正向导通电压比普通二极管高，红色的导通电压在二极管高，红色的导通电压在1.61.8V间，间，绿色的为绿色的为2V左右。左右。 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页又又称称双极型三极管双极型三极管(BJT) 、晶

12、体管，或简称为三极管。、晶体管，或简称为三极管。( (Bipolar Junction Transistor) )三极管的外形如下图所示。三极管的外形如下图所示。三极管有两种类型：三极管有两种类型：NPN 和和 PNP 型。型。主要以主要以 NPN 型为例进行讨论。型为例进行讨论。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页NNPBECBECIBIEICBECIBIEIC下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页cNNPebbec表面看表面看晶体管若实晶体管若实现放大，必须从现放大，必须从晶体管内部结构晶体

13、管内部结构和和外部所加电源外部所加电源的极性的极性来保证。来保证。不具备不具备放大作用放大作用下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页晶体管内部结构要求：晶体管内部结构要求：NNPebcN N NP P P1）发射区高掺杂。发射区高掺杂。2）基区做得很薄基区做得很薄。通常只有。通常只有 几微米到几十微米，而且几微米到几十微米，而且掺杂较少掺杂较少。3）集电结面积大。集电结面积大。 晶体管放大的外部条件晶体管放大的外部条件：外加电源的极性应使外加电源的极性应使发射结处于正向偏置发射结处于正向偏置状态，状态，而而集电结处于反向偏置集电结处于反向偏置状态状态。下一页下一页总目录总目

14、录 章目录章目录返回返回上一页上一页EEBRBRCIBIC下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页共发射极电路共发射极电路EBRB输入回路输入回路输出回路输出回路ICmA AVUCEUBEIBECV+下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页三极管的三种组态下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页BECNNPEBRBECIEIBEICEICBO下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页ICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEICBOBCCBOBCBOCBECEI

15、IIIIIII CEOBCBOBC)(1 IIIII BC CEO III ，有有忽忽略略下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，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。是分析放大电路的依据。 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页共发射极电路共发射极电路输入回路输入回路输出回路输出回路ICEBmA AVUCEUBERB

16、IBECV+下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页常常数数 CE)(BEBUUfIIB( A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1VO下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页IB=020 A40 A60 A80 A100 A常常数数 B)(CECIUfI36IC(mA )1234UCE(V)912O放大区放大区下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页O下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页管型管型饱和区饱和区放大区放大区截止区截止区备注备注U UBEBEU UCECEU UBEBEU UBEBE一般一般可靠可靠截截止止硅硅0.70.70.30.30.70.70.50.50 0对于对于PNPPNP管，管，相应的相应的各极电各极电压符号压符号相反相反锗锗0.30.30.10.10.30.30.1 U1 U3 ,该管为NPN。 （2）PNP，锗管，2脚为b，1脚为c，3脚为e。 （3）NPN，锗管，1脚为b，3脚为c，2脚为e。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页