第6章半導體二極管及整流電路及三極管

1、 自然界中很容易導電的物質稱為自然界中很容易導電的物質稱為導體導體，金，金 屬一般都是導體。屬一般都是導體。 有的物質幾乎不導電，稱為有的物質幾乎不導電，稱為絕緣體絕緣體，如橡，如橡 皮、陶瓷、塑料和石英。皮、陶瓷、塑料和石英。 另有一類物質的導電特性處于導體和絕緣體另有一類物質的導電特性處于導體和絕緣體 之間，稱為之間，稱為半導體半導體，如鍺、硅、砷化鎵和一些，如鍺、硅、砷化鎵和一些 硫化物、氧化物等。硫化物、氧化物等。 半導體的導電機理不同于其它物質，所半導體的導電機理不同于其它物質，所 以它具有不同于其它物質的特點。比如：以它具有不同于其它物質的特點。比如： 當受外界熱和光的作用時，它的

2、導當受外界熱和光的作用時，它的導 電能力明顯變化。電能力明顯變化。 往純凈的半導體中摻入某些雜質，往純凈的半導體中摻入某些雜質， 會使它的導電能力明顯改變。會使它的導電能力明顯改變。 在熱力學溫度零度在熱力學溫度零度 和沒有外界激發(fā)時和沒有外界激發(fā)時, 本征半導體不導電。本征半導體不導電。 把純凈的沒有結把純凈的沒有結 構缺陷的半導體單晶構缺陷的半導體單晶 稱為本征半導體。稱為本征半導體。 它是共價鍵結構。它是共價鍵結構。 本征半導體的共價鍵結構本征半導體的共價鍵結構 硅原子硅原子 價電子價電子 +4+4+4 +4 +4+4 +4+4+4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4+4+4 自由

3、電子自由電子 空空 穴穴本征激發(fā)本征激發(fā) 復合復合 在常溫下自由電子和空穴的形成在常溫下自由電子和空穴的形成 成對出現(xiàn)成對出現(xiàn) 成對消失成對消失 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4+4+4 空穴導電的空穴導電的 實質是共價實質是共價 鍵中的束縛鍵中的束縛 電子依次填電子依次填 補空穴形成補空穴形成 電流。故半電流。故半 導體中有電導體中有電 子和空穴兩子和空穴兩 種載流子。種載流子。 空穴移動方向空穴移動方向 電子移動方向電子移動方向 1.兩種載流子兩種載流子 價電子填補空穴價電子填補空穴 結論結論 1.本征半導體中存在數(shù)量相等的兩種載本征半導體中存在數(shù)量相等的兩種載 流子，即流子，即自

4、由電子自由電子和和空穴空穴。 3.溫度越高，載流子的濃度越高。因此本溫度越高，載流子的濃度越高。因此本 征半導體的導電能力越強，征半導體的導電能力越強，溫度是影響半導溫度是影響半導 體性能的一個重要的外部因素，這是半導體體性能的一個重要的外部因素，這是半導體 的一大特點。的一大特點。 2.本征半導體的導電能力取決于載流子本征半導體的導電能力取決于載流子 的濃度。的濃度。 +4 +4 +4+4 +4 +4+4+4 （1） N 型半導體型半導體 在硅或鍺的晶體在硅或鍺的晶體 中中 摻入少量的摻入少量的 五價元五價元 素素,如磷如磷, 則形成則形成N型半導型半導 體。體。 磷原子磷原子 +4+5 多

5、余價電子多余價電子 自由電子自由電子 正離子正離子 N 型半導體結構示意圖型半導體結構示意圖 少數(shù)載流子少數(shù)載流子 多數(shù)載流子多數(shù)載流子 正離子正離子 在在N型半導中型半導中,電子是多數(shù)載流子電子是多數(shù)載流子, 空穴是少數(shù)載流子。空穴是少數(shù)載流子。 +4 +4+4 +4 +4+4+4 空穴空穴 （2） P型半導體型半導體 在硅或鍺的晶體中在硅或鍺的晶體中 摻入少量的三價元摻入少量的三價元 素素,如硼如硼,則形成則形成P 型型 半導體。半導體。 +4 +4 硼原子硼原子 填補空位填補空位 +3 負離子負離子 P 型半導體結構示意圖型半導體結構示意圖 電子是少數(shù)載流子電子是少數(shù)載流子 負離子負離子

6、 空穴是多數(shù)載流子空穴是多數(shù)載流子 1.N型半導體中電子是多子型半導體中電子是多子，其中大部分是摻雜提供，其中大部分是摻雜提供 的電子，本征半導體中受激產(chǎn)生的電子只占少數(shù)的電子，本征半導體中受激產(chǎn)生的電子只占少數(shù) 。 N型半導體中空穴是少子，少子的遷移也能形型半導體中空穴是少子，少子的遷移也能形 成電流，由于數(shù)量的關系，起導電作用的主要是成電流，由于數(shù)量的關系，起導電作用的主要是 多子多子。近似認為多子與雜質濃度相等。近似認為多子與雜質濃度相等。 2.P型半導體中空穴是多子，電子是少子型半導體中空穴是多子，電子是少子。 結論結論 P 區(qū)區(qū)N 區(qū)區(qū) 用專門的制造工藝在同一塊半導體單晶上用專門的制

7、造工藝在同一塊半導體單晶上, ,形成形成 P型半導體區(qū)域型半導體區(qū)域 和和 N型半導體區(qū)域型半導體區(qū)域, ,在這兩個區(qū)域的交界處就形成了一個在這兩個區(qū)域的交界處就形成了一個PN 結。結。 N區(qū)的電子向區(qū)的電子向P區(qū)擴散并與空穴復合區(qū)擴散并與空穴復合 P區(qū)的空穴向區(qū)的空穴向N區(qū)擴散并與電子復合區(qū)擴散并與電子復合 空間電荷區(qū)空間電荷區(qū) 內電場方向內電場方向 多子擴散多子擴散 少子漂移少子漂移內電場方向內電場方向 空間電荷區(qū)空間電荷區(qū) P 區(qū)區(qū)N 區(qū)區(qū) 在一定的條件下，多子擴散與少子漂移達到動態(tài)平衡，在一定的條件下，多子擴散與少子漂移達到動態(tài)平衡， 空間電荷區(qū)的寬度基本上穩(wěn)定下來?？臻g電荷區(qū)的寬度基

8、本上穩(wěn)定下來。 內電場方向內電場方向 E 外電場方向外電場方向 R I P 區(qū)區(qū)N 區(qū)區(qū) 外電場驅使外電場驅使P區(qū)的空穴進入空間區(qū)的空穴進入空間 電荷區(qū)抵消一部分負空間電荷電荷區(qū)抵消一部分負空間電荷 N區(qū)電子進入空間電荷區(qū)區(qū)電子進入空間電荷區(qū) 抵消一部分正空間電荷抵消一部分正空間電荷 空間電荷區(qū)變窄空間電荷區(qū)變窄 擴散運動增強，形擴散運動增強，形 成較大的正向電流成較大的正向電流 （1 1） 外加正向電壓外加正向電壓 P 區(qū)區(qū)N 區(qū)區(qū) 內電場方向內電場方向 E R 空間電荷區(qū)變寬空間電荷區(qū)變寬 外電場方向外電場方向 IR （2 2） 外加反向電壓外加反向電壓 外電場驅使空間電荷區(qū)兩側的空穴和自

9、由電子移走外電場驅使空間電荷區(qū)兩側的空穴和自由電子移走 少數(shù)載流子越過少數(shù)載流子越過PN結結 形成很小的反向電流形成很小的反向電流 多數(shù)載流子的擴散運動難于進行多數(shù)載流子的擴散運動難于進行 1、空間電荷區(qū)中沒有載流子又稱耗盡層。、空間電荷區(qū)中沒有載流子又稱耗盡層。 2、空間電荷區(qū)中內電場阻礙、空間電荷區(qū)中內電場阻礙擴散運動擴散運動的進的進 行。（擴散運動為多子形成的運動）行。（擴散運動為多子形成的運動） 3、少子少子數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。數(shù)量有限，因此由它們形成的電流很小。 4、PN結具有單向導電性。結具有單向導電性。 正向偏置正向偏置： P區(qū)加正、區(qū)加正、N區(qū)加負電壓區(qū)加負電壓

10、 多子運動增強，多子運動增強，PN結導通結導通 反向偏置：反向偏置：P區(qū)加負、區(qū)加負、N區(qū)加正電壓區(qū)加正電壓 少子運動增強，少子運動增強，PN結截止結截止 結論結論 正極引線正極引線 觸絲觸絲 N型鍺型鍺 支架支架 外殼外殼 負極引線負極引線 點接觸型二極管點接觸型二極管 二極管的符號二極管的符號 正極正極 負極負極 正極引線正極引線 二氧化硅保護層二氧化硅保護層 P型區(qū)型區(qū) 負極引線負極引線 面接觸型二極管面接觸型二極管 N型硅型硅 PN結結 PN結結 二極管的型號 例如：2 C K 18 序號 （K-開關、W-穩(wěn)壓、Z- 功能 整流、P-檢波） （A、B-鍺） 材料（C、D-硅） 二極管

11、2. 2.伏安特性伏安特性 U I 死區(qū)電壓死區(qū)電壓 硅管硅管 0.5V,鍺管鍺管0.2V 。 導通壓降導通壓降: : 硅硅 管管0.60.7V,鍺鍺 管管0.20.3V。 反向擊穿電反向擊穿電 壓壓U(BR) 小結：小結： （1）二極管正向電壓很）二極管正向電壓很 小時，有死區(qū)。小時，有死區(qū)。 （2）二極管正向導通時）二極管正向導通時 管壓降基本固定。管壓降基本固定。 導通電阻很小。導通電阻很小。 （3）二極管反向截止時，）二極管反向截止時， 反向電流很小，并反向電流很小，并 幾乎不變，稱反向幾乎不變，稱反向 飽和電流。飽和電流。 （4）反向電壓加大到一）反向電壓加大到一 定程度二極管反向定

12、程度二極管反向 擊穿。擊穿。 3. 3.主要參數(shù)主要參數(shù) （1）最大整流電流）最大整流電流 IOM 二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正 向平均電流。向平均電流。 （2）反向擊穿電壓）反向擊穿電壓UBR 二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流 劇增，二極管的單向導電性被破壞，甚至過熱而劇增，二極管的單向導電性被破壞，甚至過熱而 燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓URM一般是一般是 UBR的一半。的一半。 （3 3）最大反向電流）最大反向電流 I IRM RM 指二極管加最大反

13、向工作電壓時的反向電流指二極管加最大反向工作電壓時的反向電流 。反向電流大，說明管子的單向導電性差，因此。反向電流大，說明管子的單向導電性差，因此 反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫 度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺 管的反向電流要大幾十到幾百倍。管的反向電流要大幾十到幾百倍。 以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應用是以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應用是 主要利用它的單向導電性包括整流、限幅、保護等主要利用它的單向導電性包括整流、限幅、保護等 例例1. 1. 試求下列電路中的電流。（二極管

14、為硅管）試求下列電路中的電流。（二極管為硅管） 二極管為非線性元件在分析計算時和以往線性元二極管為非線性元件在分析計算時和以往線性元 件不同下面我們以例子說明。件不同下面我們以例子說明。 4. 4.分析、應用舉例分析、應用舉例 二極管的二極管的應用范圍很廣應用范圍很廣,它可用與整流、檢波、限幅、它可用與整流、檢波、限幅、 元件保護以及在數(shù)字電路中作為開關元件。元件保護以及在數(shù)字電路中作為開關元件。 其中：其中： US=5V，R=1K 解：所示電路中二極管處于導通狀態(tài)，解：所示電路中二極管處于導通狀態(tài)， 因此：因此： mA R U I S 4 . 4 1 6 . 056 . 0 + - US R

15、 I 二極管為電流控制型元件，二極管為電流控制型元件，R是限流電阻。是限流電阻。 特殊二極管特殊二極管 1. 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管 穩(wěn)壓管是一種特殊的二極管，穩(wěn)壓管是一種特殊的二極管， 它專門工作在反向工作區(qū)它專門工作在反向工作區(qū) +I + 穩(wěn)定穩(wěn)定 電壓電壓 UZ 特性曲線：特性曲線： 曲線越陡，曲線越陡， 電壓越穩(wěn)電壓越穩(wěn) 定。定。 工作區(qū)工作區(qū) UZ IZ U 例例2：下圖中，已知：下圖中，已知VA=3V， VB=0V， VDA 、VDB為鍺為鍺 管，求輸出端管，求輸出端Y的電位并說明的電位并說明二極管的二極管的作用。作用。 解：解： VDA優(yōu)先導通，則優(yōu)先導通，則 VY=30.3=2.

16、7V VDA導通后導通后, VDB因反偏而截止因反偏而截止, 起隔離作用起隔離作用, VDA起鉗位作用起鉗位作用, 將將Y端的電位鉗制在端的電位鉗制在+2.7V。 VDA 12V Y A B VDB R 二極管導通后，管子上的管壓降基本恒定。二極管導通后，管子上的管壓降基本恒定。 uo to to to to 2 3 uo u2 u2u1 uD ioio RL T 2 3 2U2 2U2 2U2 Im 2 2 3 3 uD VD u2正正半周半周負負 t uo 輸出電壓平均輸出電壓平均 值（值（U0）：）： 輸出電壓波形：輸出電壓波形： 2 0 2 2 oo U45. 0 U2 tdu 2 1

17、 U uo u2u1 io RL T uD VD uO t0 t t t 2 3 uO u2 u2 u1 uD uD iO iO VD RL T 2 3 2U2 2U2 2U2 Im 2 2 3 3 UO=0.45U2 , IO= UO RL = 0.45U2 RL ID= IO , UDRM= 2U2 U2=2.22 UO I2= Im2 , I2=1.57 IO , IO=Im 0 0 0 Im=2U2 RL 2 2 1 o i T I VD1和和V VD3導通導通,V,VD2和和V VD4截止截止( (相當于開路相當于開路) ) 第第8章章 u2 T u1 RLuo io + + + 由

18、變壓器由變壓器 T 和二極管和二極管V D1 VD4 及負載及負載 RL 組成。組成。 VD4 VD3VD2 VD1 第第8章章 u2 T u1 RL VD4 VD3 VD2 uo io VD1 + + + VD2和和VD4導通，導通，VD1和和VD3截止截止 to to to to 2 3 2 3 2U2 2U2 2U2 Im 2 2 3 3 uD1 uD3uD4 uD2 UO = 0.9U2 , 0.9U2 RL IO= UO RL = UDRM = 2U2 , IO= 0.9I2 , I2 = 1.11 IO , U2 =1.11 UO 選用二極管的依據(jù)是選用二極管的依據(jù)是: ID 應小

19、于應小于IOM (最大整流電流）最大整流電流） UDRM應小于應小于UR M(最高反向工作電壓最高反向工作電壓) uO u2 uD iO ID = IO 1 2 第第8章章 濾波原理濾波原理: 交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動直交流電壓經(jīng)整流電路整流后輸出的是脈動直 流，其中既有直流成分又有交流成份。濾波電路流，其中既有直流成分又有交流成份。濾波電路 利用儲能元件利用儲能元件電容電容兩端的電壓兩端的電壓(或通過或通過電感電感中的電中的電 流流)不能突變的特性不能突變的特性, 將將電容電容與負載與負載RL并聯(lián)并聯(lián)(或將或將電電 感感與負載與負載RL串聯(lián)串聯(lián))，濾掉整流電路輸出電壓中的交，濾掉

20、整流電路輸出電壓中的交 流成份，保留其直流成份，達到平滑輸出電壓波流成份，保留其直流成份，達到平滑輸出電壓波 形的目的。形的目的。 二極管導通時給電容充電二極管導通時給電容充電, ,二極管截止時電容向負載放電二極管截止時電容向負載放電. . 第第8章章 u2 T u1 RL VD1VD4 VD3VD2 uo io C uC a u0 RL接入（且接入（且RLC較大）時較大）時 u2 t u0 t 忽略整流電路內阻忽略整流電路內阻 沒有電容時的沒有電容時的 輸出波形輸出波形 整流電路為電整流電路為電 容充電容充電 電容通過電容通過RL放電，在整放電，在整 流電路電壓小于電容電流電路電壓小于電容電

21、 壓時，二極管截止，整壓時，二極管截止，整 流電路不為電容充電，流電路不為電容充電， u0會逐漸下降。會逐漸下降。 具體分析：具體分析： u1 u2 u1 b D4 D2 D1 D3 RL S C u2 t u0 t 忽略整流電路內阻忽略整流電路內阻 只有整流電路輸只有整流電路輸 出電壓大于出電壓大于u0的的 時間區(qū)間，才有時間區(qū)間，才有 充電電流。因此充電電流。因此 整流電路的輸出整流電路的輸出 電流是脈沖波。電流是脈沖波。 整流電路的整流電路的 輸出電流輸出電流 RL接入（且接入（且RLC較大）時較大）時 u1 u2 u1 b D4 D2 D1 D3 RL S C u0 輸出波形隨負載電阻

22、輸出波形隨負載電阻RL或或C的變化而改變的變化而改變,U0也隨也隨 之改變。之改變。 如如:RL愈小愈小(I0越大越大),U0下降多。下降多。 電容濾波電路適用于輸出電壓較高電容濾波電路適用于輸出電壓較高,負載電負載電 流較小且負載變動不大的場合。流較小且負載變動不大的場合。 (4)、輸出特性、輸出特性(外特性外特性): uL 電容電容濾波濾波 純電阻負載純電阻負載 1.4U2 0.9U2 0 IL 結論結論 濾波濾波 電路電路 整流整流 電路電路 穩(wěn)壓穩(wěn)壓 電路電路 負負 載載 變壓變壓 器器 交流交流 電源電源 各部分電路輸出波形各部分電路輸出波形 T RL C Ui R IR UZ IZ

23、 VZUo u2 io u1 穩(wěn)壓穩(wěn)壓當輸入電壓當輸入電壓Ui發(fā)生變化，發(fā)生變化， 負載負載RL變化時，輸出電壓基本不變變化時，輸出電壓基本不變 下面分別以兩種情況來討論：下面分別以兩種情況來討論： U0IZUR=IRR=（IZ+Io）R U0 當當Ui增加使增加使U0升高時升高時 T RL C Ui R IR UZ IZ VZUo u2 io u1 U0IZUR=IRR=（IZ+Io）R U0 當當RL減小，輸出電流增加，使減小，輸出電流增加，使U0減小時減小時 （1）穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓的實質是靠穩(wěn)壓管的調節(jié)作用）穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓的實質是靠穩(wěn)壓管的調節(jié)作用 和電阻的補償作用。和電阻的補償作用。 （2）

24、使用穩(wěn)壓管時必須串聯(lián)電阻。）使用穩(wěn)壓管時必須串聯(lián)電阻。 （3）在穩(wěn)壓電路中，穩(wěn)壓管通常為反接；）在穩(wěn)壓電路中，穩(wěn)壓管通常為反接； UZ= UO ， IZmax 2 3 IOmax RL Ui UZ IZ VZ Uo io R IR 1. 1.簡介簡介 隨著半導體工藝的發(fā)展隨著半導體工藝的發(fā)展,現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應用現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應用 的單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小的單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高可靠性高,使用使用 靈活靈活,價格低廉等優(yōu)點。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只價格低廉等優(yōu)點。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只 有輸入，輸出和公共引出端有輸入，輸出和公共引出端,故稱之為三端集成穩(wěn)故稱之為三端集成穩(wěn)

25、 壓器。壓器。 本節(jié)主要介紹常用的本節(jié)主要介紹常用的W7800系列系列三端集成穩(wěn)壓三端集成穩(wěn)壓 器，其內部是串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路。器，其內部是串聯(lián)型晶體管穩(wěn)壓電路。 該組件的外形如下圖，穩(wěn)壓器的硅片封裝在普該組件的外形如下圖，穩(wěn)壓器的硅片封裝在普 通功率管的外殼內，電路內部附有短路和過熱保護通功率管的外殼內，電路內部附有短路和過熱保護 環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)。 1端端: 輸入端輸入端 2端端: 公共端公共端 3端端: 輸出端輸出端 W7800系列穩(wěn)壓器外形系列穩(wěn)壓器外形 1 2 3 1端端: 公共端公共端 2端端: 輸入端輸入端 3端端: 輸出端輸出端 W7900系列穩(wěn)壓器外形系列穩(wěn)壓器外形 1 2 3

26、W78，W79系列內部是：系列內部是： 由五個環(huán)節(jié)組成由五個環(huán)節(jié)組成 Uo Ui 整整 流流 濾濾 波波 Uo = 12V W7812 12 3 Co + Ui Ci 可根據(jù)需要可根據(jù)需要, 選用選用W78XX, 則則 Uo = XX V。 第第8章章 輸入與輸輸入與輸 出端之間出端之間 的電壓一的電壓一 般不得低般不得低 于于3V3V！ W7915 W7815 CO +15V 15V UO1 選用不同穩(wěn)壓值的選用不同穩(wěn)壓值的 78XX 和和 79XX, 可構成可構成 同時輸出不對稱正、負電壓的穩(wěn)壓電路同時輸出不對稱正、負電壓的穩(wěn)壓電路。 Ui UO1 Ci CO Ci 4.集成穩(wěn)壓電路的主要

27、性能指標集成穩(wěn)壓電路的主要性能指標 以以CW7805為例為例 最大輸入電壓：最大輸入電壓：35V 最小輸入電壓：最小輸入電壓：7V 最大輸出電流：最大輸出電流：1.5A 電壓調整率：電壓調整率：7.0mV（輸入電壓變化（輸入電壓變化10%時，輸出電壓的時，輸出電壓的 相對變化量。）相對變化量。） 輸出電阻：輸出電阻：17m （輸入電壓和溫度不變時，輸出電壓變（輸入電壓和溫度不變時，輸出電壓變 化量和輸出電流變化量之比的絕對值。）化量和輸出電流變化量之比的絕對值。） 最大耗散功率：最大耗散功率：15W（必須按規(guī)定散熱片）（必須按規(guī)定散熱片） 第七章 晶體三極管及基本放大電路 晶體三極管是具有放大

28、作用的半導體器件， 由三極管組成的放大電路廣泛應用于各種電子設 備中，例如收音機、擴音機、測量儀器及自動控 制裝置等。本章介紹三極管應用的必備知識及由 它構成的基本放大電路的工作原理和一般分析方 法。 第一節(jié)第一節(jié) 晶體三極管晶體三極管 晶體三極管是一種利用輸入電流控制輸出電流的電流控制型器件，它由兩個晶體三極管是一種利用輸入電流控制輸出電流的電流控制型器件，它由兩個 PN結構成，在電路中主要作為放大和開關元件使用。結構成，在電路中主要作為放大和開關元件使用。 一、結構與分類一、結構與分類 1 1外形外形 近年來生產(chǎn)的小、中功率管多采用硅酮塑料封裝；大功率三極管多采用金屬封近年來生產(chǎn)的小、中功

29、率管多采用硅酮塑料封裝；大功率三極管多采用金屬封 裝，通常做成扁平形狀并有螺釘安裝孔，有的大功率管制成螺栓形狀。裝，通常做成扁平形狀并有螺釘安裝孔，有的大功率管制成螺栓形狀。 2.2.結構結構 三極管的核心是兩個互相聯(lián)系的三極管的核心是兩個互相聯(lián)系的PN結，按兩個結，按兩個PN結的組合方式不同，可分為結的組合方式不同，可分為 NPN型和型和PNP型兩類型兩類。 PNP型三極管 NPN型三極管 三極管內部有發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)，引出電極分別為三極管內部有發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)，引出電極分別為發(fā)射極發(fā)射極e e、基極基極b b、集電集電 極極c c。發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間的。發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間的PNPN結稱

30、為發(fā)射結，集電區(qū)與基區(qū)之間的結稱為發(fā)射結，集電區(qū)與基區(qū)之間的PNPN結稱為集電結。結稱為集電結。 B E C N N P 基極基極 發(fā)射極發(fā)射極 集電極集電極 發(fā)射結發(fā)射結 集電結集電結 發(fā)射區(qū)：摻發(fā)射區(qū)：摻 雜濃度較高雜濃度較高 基區(qū)：較薄，基區(qū)：較薄， 摻雜濃度低摻雜濃度低 集電區(qū)：集電區(qū)： 面積較大面積較大 3.3.分類分類 三極管的種類很多，通常按以下方法進行分類：三極管的種類很多，通常按以下方法進行分類： 按半導體制造材料可分為：按半導體制造材料可分為：硅管和鍺管。硅管受溫度影響較小、工作穩(wěn)定，硅管和鍺管。硅管受溫度影響較小、工作穩(wěn)定， 因此在自動控制設備中常用硅管。因此在自動控制設

31、備中常用硅管。 按三極管內部基本結構可分為：按三極管內部基本結構可分為：NPN型和型和PNP型兩類。目前我國制造的硅管型兩類。目前我國制造的硅管 多為多為NPN型型(也有少量也有少量PNP型型)，鍺管多為，鍺管多為PNP型。型。 按工作頻率可分為：按工作頻率可分為：高頻管和低頻管。工作頻率高于高頻管和低頻管。工作頻率高于3MHz為高頻管，工作為高頻管，工作 頻率在頻率在3MHz以下為低頻管。以下為低頻管。 按功率可分為：按功率可分為：小功率管和大功率管。耗散功率小于小功率管和大功率管。耗散功率小于1W為小功率管，耗散為小功率管，耗散 功率大于功率大于1W為大功率管。為大功率管。 按用途可分為：

32、按用途可分為：普通放大三極管和開關三極管等。普通放大三極管和開關三極管等。 ECB III B C I I 電流放大原理電流放大原理 N N P 發(fā)射結正偏發(fā)射結正偏 集電結反偏集電結反偏 發(fā)射區(qū)電發(fā)射區(qū)電 子不斷向子不斷向 基區(qū)擴散，基區(qū)擴散， 形成發(fā)射形成發(fā)射 極電流極電流I IE E。 電子與基電子與基 區(qū)空穴復區(qū)空穴復 合形成合形成I IB B 穿過集電穿過集電 結形成結形成I IC C IB IC EB RB EC IE 三個極電流的關系為三個極電流的關系為 IC與與IB之比稱為電流放大倍數(shù)之比稱為電流放大倍數(shù) 二、三極管的電流放大作用二、三極管的電流放大作用 1 1三極管放大條件三

33、極管放大條件 要使三極管能夠正常放大信號，發(fā)射結應加正向電壓，集電結應加反向電壓。要使三極管能夠正常放大信號，發(fā)射結應加正向電壓，集電結應加反向電壓。 NPN管偏置電路 PNP管偏置電路 電源電源VCC通過偏置電阻通過偏置電阻Rb為發(fā)射結提供正向偏置，為發(fā)射結提供正向偏置，RC阻值小于阻值小于Rb阻值，所以集阻值，所以集 電結處于反向偏置。電結處于反向偏置。 在實際放大電路中，除了共發(fā)射極聯(lián)接方式外，還有共集電極和共基極聯(lián)接方在實際放大電路中，除了共發(fā)射極聯(lián)接方式外，還有共集電極和共基極聯(lián)接方 式。式。 共發(fā)射極接法 共基極接法 共集電極接法 特性曲線特性曲線 一、一、輸入特性輸入特性 IB(

34、 A) UBE(V) 20 40 60 80 0.40.8 UCE =0.5V UCE 1V 死區(qū)電死區(qū)電 壓，硅管壓，硅管 0.5V，鍺，鍺 管管0.2V。 工作壓降：工作壓降： 硅管硅管 UBE 0.60.7V,鍺鍺 管管UBE 0.20.3V。 二、二、輸出特性輸出特性 1 2 3 4 UCE(V)3 6912 IB=0 20 A 40 A 60 A 80 A 100 A IC(mA ) 當當UCE大于一大于一 定的數(shù)值時，定的數(shù)值時， IC只與只與IB有關，有關， IC= IB。 此區(qū)域滿此區(qū)域滿 足足IC= IB 稱為線性稱為線性 區(qū)（放大區(qū)（放大 區(qū)）。區(qū)）。 IC(mA ) 1

35、2 3 4 UCE(V)3 6912 IB=0 20 A 40 A 60 A 80 A 100 A 截止區(qū)截止區(qū) 放大放大 區(qū)區(qū) 飽和區(qū)飽和區(qū) 輸出特性三個區(qū)域的特點輸出特性三個區(qū)域的特點: 放大區(qū)：放大區(qū)：發(fā)射結正偏，集電結反偏。發(fā)射結正偏，集電結反偏。 即：即： IC= IB , 且且 IC = IB (2) 飽和區(qū)：飽和區(qū)：發(fā)射結正偏，集電結正偏。發(fā)射結正偏，集電結正偏。 即：即：UCE UBE ， IBIC，UCE 0.3V (3) 截止區(qū)：截止區(qū)： UBE 死區(qū)電壓，死區(qū)電壓， IB=0 ， IC=ICEO 0 1 1三極管型號三極管型號 國產(chǎn)三極管的型號由五部分組成。國產(chǎn)三極管的型

36、號由五部分組成。 第一部分是數(shù)字第一部分是數(shù)字“3”，表示三極管。，表示三極管。 第二部分是用拼音字母表示管子的材料和極第二部分是用拼音字母表示管子的材料和極 性。性。 APNP鍺材料，BNPN鍺材料， CPNP硅材料，DNPN硅材料。 第三部分是用拼音字母表示管子的類型。第三部分是用拼音字母表示管子的類型。 X低頻小功率管，G 高頻小功率管， D低頻大功率管，A 高頻大功率管。 第四部分用數(shù)字表示器件的序號。第四部分用數(shù)字表示器件的序號。 第五部分用拼音字母表示規(guī)格號。第五部分用拼音字母表示規(guī)格號。 三極管型號的讀識 3AG54A 三極管三極管 PNP鍺材料鍺材料 高頻小功率高頻小功率 序號序號 規(guī)格規(guī)格 號號 五