第一章電路和電路元件下演示文稿

第一章電路和電路元件下演示文稿1現(xiàn)在是1頁\一共有109頁\編輯于星期日優(yōu)選第一章電路和電路元件下現(xiàn)在是2頁\一共有109頁\編輯于星期日半導體器件具有體積小、重量輕、使用壽命長、耗電少等特點，是組成各種電子電路的核心器件，在當今的電子技術中占有主導地位。因此，了解半導體器件是學習電子技術的基礎。

§1.4電子器件

引言GaAs-AlGaAs諧振腔發(fā)光二極管Ge二極管Si二極管

3現(xiàn)在是3頁\一共有109頁\編輯于星期日半導體器件具有體積小、重量輕、使用壽命長、耗電少等特點，是組成各種電子電路的核心器件，在當今的電子技術中占有主導地位。因此，了解半導體器件是學習電子技術的基礎。

§1.4電子器件

引言GaAs-AlGaAs諧振腔發(fā)光二極管Ge二極管Si二極管

4現(xiàn)在是4頁\一共有109頁\編輯于星期日

1.4.1半導體物理基礎知識依照導電性能，可以把媒質分為導體、絕緣體和半導體。導體有良好的導電能力，常見的有銅、鋁等金屬材料；絕緣體基本上不能導電，常見的有玻璃、陶瓷等材料；半導體的導電性能介于導體和絕緣體之間，常見的有硅(Si)、鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)等材料。媒質半導體的導電能力會隨溫度、光照的變化或因摻入某些雜質而發(fā)生顯著變化，這些特點決定了半導體在電子線路中的廣泛用途。銅導線(左上)、玻璃絕緣體(左下)和硅晶體(上)§1.4電子器件5現(xiàn)在是5頁\一共有109頁\編輯于星期日

1.4.1半導體的導電特性一、本征半導體指純單晶，理想化的。

現(xiàn)代電子學中，用的最多的半導體是硅和鍺，它們的最外層電子（價電子）都是四個。結構：

GeSi§1.4電子器件6現(xiàn)在是6頁\一共有109頁\編輯于星期日A、純B、單晶只有一種元素，沒有雜質的東西（材料）常用Si

溶化后結晶，晶體的形狀結構相同。特征：

通過一定的工藝過程，可以將半導體制成晶體。

在硅和鍺晶體中，每個原子與其相臨的原子之間形成共價鍵，共用一對價電子共價鍵：共價鍵就是相鄰兩個原子中的價電子為共用電子對而形成的相互作用力?！?.4電子器件7現(xiàn)在是7頁\一共有109頁\編輯于星期日硅和鍺的共價鍵結構共價鍵共用電子對+4+4+4+4+4表示除去價電子后的原子共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價鍵中，稱為束縛電子，常溫下束縛電子很難脫離共價鍵成為自由電子，因此本征半導體中的自由電子很少，所以本征半導體的導電能力很弱?！?.4電子器件8現(xiàn)在是8頁\一共有109頁\編輯于星期日

輻射方法

加熱

本征半導體導電性能比金屬導體差很多。但它具有熱敏、光敏的特性。

如何導電？

強能量的量子撞擊共價鍵?

光照是一般采用的方法。

分子振動

破壞結構電子掉下來，引起自由電子——空穴動畫§1.4電子器件9現(xiàn)在是9頁\一共有109頁\編輯于星期日

幾個概念（1）本征激發(fā)：當本征半導體的溫度升高或受到光照時，某些共價鍵中的價電子從外界獲得能量而掙脫共價鍵的束縛，離開原子而成為自由電子的同時，在共價鍵中會留下數(shù)量相同的空位子→→→空穴。這種現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。

本征激發(fā)形成:電子-空穴對（2）自由電子：價電子獲得外部能量后掙脫共價鍵的束縛成為自由電子，帶負電荷。（3）空穴：價電子成為自由電子后在共價鍵中留下的空位，帶正電荷。（4）電子-空穴對：本征激發(fā)形成電子-空穴對。§1.4電子器件10現(xiàn)在是10頁\一共有109頁\編輯于星期日（5）漂移電流：自由電子在電場作用下定向運動形成的電流稱為漂移電流。（6）空穴電流：空穴在電場作用下定向運動形成的電流稱為空穴電流。因為相對于電子電流，價電子填補空穴的運動相當于帶正電荷的空穴在與價電子運動相反的方向運動，因而空穴相對來說帶正電荷，故其運動形成空穴電流。（7）復合：自由電子在熱運動過程中和空穴相遇而釋放能量，造成電子-空穴對消失，這一過程稱為復合?！?.4電子器件11現(xiàn)在是11頁\一共有109頁\編輯于星期日本征半導體的導電機理：當本征半導體兩端加上外電壓時，在半導體中將出現(xiàn)兩部分電流，即自由電子定向運動產生的電子電流和價電子遞補空穴形成的空穴電流。自由電子和空穴成對產生的同時又不斷復合，在一定的溫度下，載流子的產生和復合達到動態(tài)平衡。

本征半導體中載流子的數(shù)目很少，其導電能力很弱。12現(xiàn)在是12頁\一共有109頁\編輯于星期日結論

一般來說：本征半導體，在熱力學溫度T=0k（開爾文）和沒有外界影響如：光照、加熱、外加電場等的條件下，其價電子均被束縛在共價鍵中，不存在自由運動的電子，所以不帶電?！?.4電子器件13現(xiàn)在是13頁\一共有109頁\編輯于星期日

在半導體中存在兩種載流子（運動電荷的載體）即：自由電子→→帶負電；

空穴→→帶正電。在電場作用下，電子的運動將形成電子電流，而空穴的運動則形成空穴電流，在同一電場作用下，兩種載流子的運動方向相反，是因為它們所帶的電荷極性也相反，所以兩種電流的實際方向是相同的。電子電流與空穴電流的總和即半導體中的電流。14現(xiàn)在是14頁\一共有109頁\編輯于星期日當本征激發(fā)和復合處于平衡時，本征載流子的濃度為從上式可知，本征載流子濃度ni與溫度有關，能隨溫度升高而迅速增大，這一點在今后的學習中非常重要。注意：ni的數(shù)值雖然很大，但它僅占原子密度很小的百分數(shù)，比如：硅的原子密度為4.96×1022cm-3

因此，nisi僅為它的三萬億分之一，可見本征半導體的導電能力是很低的（本征硅的電阻率約為2.2×105Ωcm）。15現(xiàn)在是15頁\一共有109頁\編輯于星期日雜質半導體：摻雜后的半導體，包括N型半導體和P型半導體。

N型半導體：在本征半導體中摻入五價元素(磷、砷、銻)等，每個雜質原子(施主原子)提供一個自由電子，從而大量增加自由電子數(shù)量。

P型半導體：在本征半導體中摻入三價元素(硼、鋁、銦)等，每個雜質原子(受主原子)提供一個空穴，從而大量增加空穴數(shù)量。

N型半導體中自由電子濃度遠大于空穴濃度，為多數(shù)載流子(多子)，空穴為少數(shù)載流子(少子)。

P型半導體中空穴濃度遠大于自由電子濃度，為多數(shù)載流子(多子)，自由電子為少數(shù)載流子(少子)。+4+4+4+4+5+4+4+4+4自由電子

+4+4+4+4+3+4+4+4+4空穴§1.4電子器件

§1.4.2半導體物理基礎知識-雜質半導體16現(xiàn)在是16頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件雜質半導體的示意表示法：－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－P型半導體++++++++++++++++++++++++N型半導體雜質型半導體多子和少子的移動都能形成電流。但由于數(shù)量的關系，起導電作用的主要是多子。近似認為多子與雜質濃度相等。17現(xiàn)在是17頁\一共有109頁\編輯于星期日結論

不論P型或N型半導體，摻雜越多，摻雜濃度越大，多子數(shù)目就越多，多子濃度就越大，少子數(shù)目越少，其濃度也小。摻雜后，多子濃度都將遠大于少子濃度，且即使是少量摻雜，載流子都會有幾個數(shù)量級的增加，表明其導電能力顯著增大。在雜質半導體中，多子濃度近似等于摻雜濃度，其值與溫度幾乎無關，而少子濃度也將隨溫度升高而顯著增大，直到少子濃度增大與多子濃度相當（不絕對相等），雜質半導體又回復到類似的本征半導體。18現(xiàn)在是18頁\一共有109頁\編輯于星期日

注意：在今后的分析中，我們會遇到這樣的問題：少子濃度的溫度敏感特性是導致半導體器件溫度特性變差的主要原因。而摻入不同的雜質，就能改變雜質半導體的導電類型，這也是制造PN結和半導體器件的一種主要方法。19現(xiàn)在是19頁\一共有109頁\編輯于星期日本節(jié)小結1、半導體的導電能力介于導體與絕緣體之間。

2、在一定溫度下，本征半導體因本征激發(fā)而產生自由電子和空穴對，故其有一定的導電能力。

3、本征半導體的導電能力主要由溫度決定；雜質半導體的導電能力主要由所摻雜質的濃度決定。

4、P型半導體中空穴是多子，自由電子是少子。N型半導體中自由電子是多子，空穴是少子。

5、半導體的導電能力與溫度、光強、雜質濃度和材料性質有關。20現(xiàn)在是20頁\一共有109頁\編輯于星期日思考題：1.電子導電與空穴導電有什么區(qū)別？空穴電流是不是自由電子遞補空穴所形成的？2.雜質半導體中的多數(shù)載流子和少數(shù)載流子是怎么產生的？3.N型半導體中的自由電子多于空穴，P型半導體中的空穴多于自由電子，是否N型半導體帶負電，P型半導體帶正電？21現(xiàn)在是21頁\一共有109頁\編輯于星期日

P型半導體和N型半導體有機地結合在一起時，因為P區(qū)一側空穴多，N區(qū)一側電子多，所以在它們的界面處存在空穴和電子的濃度差。于是P區(qū)中的空穴會向N區(qū)擴散，并在N區(qū)被電子復合。而N區(qū)中的電子也會向P區(qū)擴散，并在P區(qū)被空穴復合。這樣在P區(qū)和N區(qū)分別留下了不能移動的受主負離子和施主正離子。上述過程如圖(a)所示。結果在界面的兩側形成了由等量正、負離子組成的空間電荷區(qū)，如圖(b)所示。P

(

a

)

N

(

b

)

U

---------------+++++++++++++++P

N

---------------+++++++++++++++空間電荷區(qū)

內電場

B

PN結的形成

§1.4.3

PN結及其單向導電性§1.4電子器件PN結形成時，其內部載流子的運動主要是由于濃度差引起的，22現(xiàn)在是22頁\一共有109頁\編輯于星期日

開始時，擴散運動占優(yōu)勢，隨著擴散運動的不斷進行，界面兩側顯露出的正、負離子逐漸增多，空間電荷區(qū)展寬，使內電場不斷增強，于是漂移運動隨之增強，而擴散運動相對減弱。最后，因濃度差而產生的擴散力被電場力所抵消，使擴散和漂移運動達到動態(tài)平衡。這時，雖然擴散和漂移仍在不斷進行，但通過界面的凈載流子數(shù)為零。平衡時，空間電荷區(qū)的寬度一定，UB也保持一定，如圖(b)所示。

由于空間電荷區(qū)內沒有載流子，所以空間電荷區(qū)也稱為耗盡區(qū)(層)。又因為空間電荷區(qū)的內電場對擴散有阻擋作用，好像壁壘一樣，所以又稱它為阻擋區(qū)或勢壘區(qū)。

§1.4.3

PN結及其單向導電性§1.4電子器件23現(xiàn)在是23頁\一共有109頁\編輯于星期日幾個重要概念：①擴散運動

——

P型和N型半導體結合在一起時，由于交界面（接觸界）兩側多子和少子的濃度有很大差別，N區(qū)的電子必然向P區(qū)運動，P區(qū)的空穴也向N區(qū)運動，這種由于濃度差而引起的運動稱為擴散運動。②漂移運動

——

在擴散運動同時，PN結構內部形成電荷區(qū)，（或稱阻擋層，耗盡區(qū)等），在空間電荷區(qū)在內部形成電場的作用下，少子會定向運動產生漂移，即N區(qū)空穴向P區(qū)漂移，P區(qū)的電子向N區(qū)漂移。24現(xiàn)在是24頁\一共有109頁\編輯于星期日③空間電荷區(qū)

——

在PN結的交界面附近，由于擴散運動使電子與空穴復合，多子的濃度下降，則在P

區(qū)和N區(qū)分別出現(xiàn)了由不能移動的帶電離子構成的區(qū)域，這就是空間電荷區(qū)，又稱為阻擋層，耗盡層，墊壘區(qū)。④內部電場——由空間電荷區(qū)（即PN結的交界面兩側的帶有相反極性的離子電荷）將形成由N區(qū)指向P區(qū)的電場E，這一內部電場的作用是阻擋多子的擴散，加速少子的漂移。⑤耗盡層——在無外電場或外激發(fā)因素時，PN結處于動態(tài)平衡沒有電流，內部電場E為恒定值，這時空間電荷區(qū)內沒有載流子，故稱為耗盡層。25現(xiàn)在是25頁\一共有109頁\編輯于星期日PN結內部載流子的運動過程如下：（無外加電場作用時）

｛N區(qū)電子→→P區(qū)｝IDPN結兩端摻雜濃度不均→→擴散運動→→｛｝→→→ ｛P區(qū)空穴→→N區(qū)｝

｛P區(qū)：電子→與空穴復合→→空間電荷區(qū)↑寬｝復合→→｛ ｝→→→ ｛N區(qū)：空穴→與電子復合→→內部電場Uho↑｝｛P區(qū)電子→N區(qū)→→空間電荷區(qū)↓窄｝漂移→→→｛｝→→→少子的漂移運動｛N區(qū)空穴→P區(qū)→→內部電場Uho↓｝

26現(xiàn)在是26頁\一共有109頁\編輯于星期日

｛擴散↑ID=IT ｛是動態(tài)平衡｛→→→→趨于平衡→→｛｛電場↑｛擴散電流ID等于漂移電流IT｛流過空間電荷區(qū)的總電流為0→→→→｛｛即：PN結中的凈電流為0。

結論：

在無外激發(fā)因素（光照、加熱、電場作用）時，PN結內部的擴散與漂移運動達到動態(tài)平衡，擴散電流ID=漂移電流IT，但方向相反，故此時PN結中無電流通過，形成一定的寬度的耗盡層。27現(xiàn)在是27頁\一共有109頁\編輯于星期日使P區(qū)電位高于N區(qū)電位的接法，稱PN結加正向電壓或正向偏置(簡稱正偏)，如圖1-9所示。+內電場

U

U

B

－

U

＋

－

R

E

圖1–9正向偏置的PN結

P

N

---------------+++++++++++++++耗盡區(qū)

使P區(qū)電位低于N區(qū)電位的接法，稱PN結加反向電壓或反向偏置(簡稱反偏)，如圖1-10所示。圖1–10反向偏置的PN結

內電場

U

U

B

＋

U

－

＋

R

E

P

N

---------------+++++++++++++++耗盡區(qū)

§1.4.3

PN結單向導電特性§1.4電子器件28現(xiàn)在是28頁\一共有109頁\編輯于星期日理論分析證明，流過PN結的電流i與外加電壓u之間的關系為

式中，

IS為反向飽和電流，其大小與PN結的材料、制作工藝、溫度等有關；UT=kT/q，稱為溫度的電壓當量或熱電壓。在T=300K(室溫)時，

UT=26mV。這是一個今后常用的參數(shù)?！?.4電子器件

§1.4.3

PN結單向導電特性29現(xiàn)在是29頁\一共有109頁\編輯于星期日由式可知，加正向電壓時，u只要大于UT幾倍以上，i≈Iseu/UT，即i隨u呈指數(shù)規(guī)律變化；加反向電壓時，|u|只要大于UT幾倍以上，則i≈–IS(負號表示與正向參考電流方向相反)。因此，式(1–4)的結果與上述的結論完全一致。由式(1–4)可畫出PN結的伏安特性曲線，如圖所示。圖中還畫出了反向電壓大到一定值時，反向電流突然增大的情況。

u

i

0

T

T

－

U

BR

PN結的伏安特性

§1.4電子器件

§1.4.3

PN結單向導電特性30現(xiàn)在是30頁\一共有109頁\編輯于星期日UI死區(qū)電壓硅管0.6V,鍺管0.2V。導通壓降:硅管0.6~0.7V,鍺管0.2~0.3V。反向擊穿電壓UBRPN結的伏安特性

31現(xiàn)在是31頁\一共有109頁\編輯于星期日

一、PN結的擊穿特性

由圖1–11看出，當反向電壓超過UBR后稍有增加時，反向電流會急劇增大，這種現(xiàn)象稱為PN結擊穿，并定義UBR為PN結的擊穿電壓。PN結發(fā)生反向擊穿的機理可以分為兩種。

1雪崩擊穿

在輕摻雜的PN結中，當外加反向電壓時，耗盡區(qū)較寬，少子漂移通過耗盡區(qū)時被加速，動能增大。當反向電壓大到一定值時，在耗盡區(qū)內被加速而獲得高能的少子，會與中性原子的價電子相碰撞，將其撞出共價鍵，產生電子、空穴對。新產生的電子、空穴被強電場加速后，又會撞出新的電子、空穴對。

2齊納擊穿

在重摻雜的PN結中，耗盡區(qū)很窄，所以不大的反向電壓就能在耗盡區(qū)內形成很強的電場。當反向電壓大到一定值時，強電場足以將耗盡區(qū)內中性原子的價電子直接拉出共價鍵，產生大量電子、空穴對，使反向電流急劇增大。這種擊穿稱為齊納擊穿或場致?lián)舸?。一般來說，對硅材料的PN結，UBR>7V時為雪崩擊穿；

UBR<5V時為齊納擊穿；

UBR介于5~7V時，兩種擊穿都有。

§1.4電子器件

§1.4.3半導體物理基礎知識-PN結特性32現(xiàn)在是32頁\一共有109頁\編輯于星期日二、PN結的電容特性

PN結具有電容效應，它由勢壘電容和擴散電容兩部分組成。

1勢壘電容

從PN結的結構看，在導電性能較好的P區(qū)和N區(qū)之間，夾著一層高阻的耗盡區(qū)，這與平板電容器相似。當外加電壓增大時，多子被推向耗盡區(qū)，使正、負離子減少，相當于存貯的電荷量減少；當外加電壓減小時，多子被推離耗盡區(qū)，使正、負離子增多，相當于存貯的電荷量增加。

因此，耗盡區(qū)中存貯的電荷量將隨外加電壓的變化而改變。這一特性正是電容效應，并稱為勢壘電容，用CT表示。經推導，CT可表示為

§1.4電子器件

§1.4.3半導體物理基礎知識-PN結特性33現(xiàn)在是33頁\一共有109頁\編輯于星期日(1–5)

式中：CT0為外加電壓u=0時的CT值，它由PN結的結構、摻雜濃度等決定；UB為內建電位差；n為變容指數(shù)，與PN結的制作工藝有關，一般在1/3~6之間。

2擴散電容

正向偏置的PN結，由于多子擴散，會形成一種特殊形式的電容效應。下面利用圖1-12中P區(qū)一側載流子的濃度分布曲線來說明。

§1.4電子器件

§1.4.3半導體物理基礎知識-PN結特性34現(xiàn)在是34頁\一共有109頁\編輯于星期日

同理，在N區(qū)一側，非平衡空穴的濃度也有類似的分布和同樣的變化，引起存貯電荷的增加量ΔQp。這種外加電壓改變引起擴散區(qū)內存貯電荷量變化的特性，就是電容效應，稱為擴散電容，用CD表示。

如果引起ΔQn,Δ

Qp的電壓變化量為Δu，則(1–6)對PN+結，可以忽略ΔQp/Δu項。經理論分析可得§1.4電子器件

§1.4.3半導體物理基礎知識-PN結特性35現(xiàn)在是35頁\一共有109頁\編輯于星期日

式中：τn為P區(qū)非平衡電子的平均命；I為PN結電流，由式(1–4)確

由式(1–5)、(1–6)可知，CT、CD都隨外加電壓的變化而變化，所以勢壘電容和擴散電容都是非線性電容。

由于CT和CD均等效地并接在PN結上，因而，PN結上的總電容Cj為兩者之和，即Cj=CT+CD

。正偏時以CD為主，

Cj

≈

CD

，其值通常為幾十至幾百pF；反偏時以CT為主，

Cj

≈

CT,其值通常為幾至幾十pF。因為CT和CD并不大，所以在高頻工作時，才考慮它們的影響?！?.4電子器件

§1.4.3半導體物理基礎知識-PN結特性36現(xiàn)在是36頁\一共有109頁\編輯于星期日

三、

PN結的溫度特性

PN結特性對溫度變化很敏感，反映在伏安特性上即為：溫度升高，正向特性左移，反向特性下移，如圖1–11中虛線所示。具體變化規(guī)律是：保持正向電流不變時，溫度每升高1℃，結電壓減小約2~2.5mV，即

Δu/ΔT≈-(2~2.5)mV/℃(1–7)

溫度每升高10℃，反向飽和電流IS增大一倍。如果溫度為T1時，

IS=IS1；溫度為T2時，

IS=IS2，則(1–8)

當溫度升高到一定程度時，由本征激發(fā)產生的少子濃度有可能超過摻雜濃度，使雜質半導體變得與本征半導體一樣，這時PN結就不存在了。因此，為了保證PN結正常工作，它的最高工作溫度有一個限制，對硅材料約為(150~200)℃，對鍺材料約為(75~100)℃。

§1.4電子器件

§1.4.3半導體物理基礎知識-PN結特性37現(xiàn)在是37頁\一共有109頁\編輯于星期日結論PN結具有單向導電性：正偏導通，呈小電阻，電流較大;

反偏截止，電阻很大，電流近似為零。38現(xiàn)在是38頁\一共有109頁\編輯于星期日PN結的伏安特性

反向飽和電流溫度的電壓當量電子電量玻爾茲曼常數(shù)Ou

/VI

/mA正向特性反向擊穿當T=300(27C)：UT

=26mVi≈–IS加正向電壓時加反向電壓時39現(xiàn)在是39頁\一共有109頁\編輯于星期日晶體二極管是由PN結加上電極引線和管殼構成的，其結構示意圖和電路符號分別如圖1-13(a),(b)所示。符號中，接到P型區(qū)的引線稱為正極(或陽極)，接到N型區(qū)的引線稱為負極(或陰極)。

利用PN結的特性，可以制作多種不同功能的晶體二極管，例如普通二極管、穩(wěn)壓二極管、變容二極管、光電二極管等。其中，具有單向導電特性的普通二極管應用最廣。本節(jié)主要討論普通二極管及其基本應用電路。另外，簡要介紹穩(wěn)壓二極管及其穩(wěn)壓電路。

P

N

正極

負極

(

a

)

負極

正極

(

b

)

圖1–13晶體二極管結構示意圖及電路符號(a)結構示意圖；(b)電路符號§1.4電子器件

§1.4.4半導體二極管40現(xiàn)在是40頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件

§1.4.4半導體二極管41現(xiàn)在是41頁\一共有109頁\編輯于星期日普通二極管的典型伏安特性曲線如圖1–14所示。實際二極管由于引線的接觸電阻、P區(qū)和N區(qū)體電阻以及表面漏電流等影響，其伏安特性與PN結的伏安特性略有差異。由圖可以看出，實際二極管的伏安特性有如下特點：

一、正向特性正向電壓只有超過某一數(shù)值時，才有明顯的正向電流。這一電壓稱為導通電壓或死區(qū)電壓，用UD(on)表示。室溫下，硅管的UD(on)=(0.5~0.6)V，鍺管的UD(on)=(0.1~0.2)V。二、反向特性于表面漏電流影響，二極管的反向電流要比理想PN結的IS大得多。而且反向電壓加大時，反向電流也略有增大。盡管如此，對于小功率二極管，其反向電流仍很小，硅管一般小于0.1μA，鍺管小于幾十微安。u

/

V

0

i

/

mA

10

20

30

－

5

－

10

－

0.

5

0.5

圖1–14二極管伏安特性曲線§1.4電子器件

§1.4.4半導體二極管-伏安特性42現(xiàn)在是42頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件

§1.4.4半導體二極管-伏安特性伏安特性（VAR）：與PN結的VAR差不多，二極管的VAR也服從PN結方程：

I=IS(eU/UT-1)其他特性：由于一只二極管就是一個PN結，故二極管的特性與PN結的特性差不多，也同樣具有：單向導電性、溫度特性、反向擊穿特性43現(xiàn)在是43頁\一共有109頁\編輯于星期日下面介紹晶體二極管的主要參數(shù)及其意義：一、直流電阻RDRD定義為：二極管兩端所加直流電壓UD與流過它的直流電流ID之比，即

RD不是恒定值，正向的RD隨工作電流增大而減小，反向的RD隨反向電壓增大而增大。

RD的幾何意義見圖1–15(a)，即Q(ID,UD)點到原點直線斜率的倒數(shù)。顯然，圖中Q1點處的RD小于Q2點處的RD

。

(1–9)

§1.4電子器件

§1.4.4半導體二極管-參數(shù)44現(xiàn)在是44頁\一共有109頁\編輯于星期日二、交流電阻rD

rD定義為：二極管在其工作狀態(tài)(IDQ,UDQ)處的電壓微變量與電流微變量之比，即(1–10)

rD的幾何意義見圖1–15(b)，即二極管伏安特性曲線上Q(IDQ,UDQ)點處切線斜率的倒數(shù)。

rD可以通過對式(1–4)求導得出，即(1–11)

§1.4電子器件

§1.4.4半導體二極管-參數(shù)45現(xiàn)在是45頁\一共有109頁\編輯于星期日

可見rD與工作電流IDQ成反比，并與溫度有關。室溫條件下(T=300K):

通過對二極管交、直流電阻的分析可知，由于二極管的非線性伏安特性，所以交、直流電阻均是非線性電阻，即特性曲線上不同點處的交、直流電阻不同，同一點處交流和直流電阻也不相同。

(1–12)§1.4電子器件

§1.4.4半導體二極管-參數(shù)46現(xiàn)在是46頁\一共有109頁\編輯于星期日0

U

D

u

I

D

D

u

(

a

)

i

Q

1

Q

2

0

u

(

b

)

i

Q

|

i

圖1–15二極管電阻的幾何意義

(a)直流電阻RD；

(b)交流電阻rD§1.4電子器件

§1.4.4半導體二極管-參數(shù)47現(xiàn)在是47頁\一共有109頁\編輯于星期日三、最大整流電流IF

IF指二極管允許通過的最大正向平均電流。實際應用時，流過二極管的平均電流不能超過此值。四、最大反向工作電壓URM

URM指二極管工作時所允許加的最大反向電壓，超過此值容易發(fā)生反向擊穿。通常取UBR的一半作為URM

。五、反向電流IR

IR指二極管未擊穿時的反向電流。IR越小，單向導電性能越好。IR與溫度密切相關，使用時應注意IR的溫度條件。六、最高工作頻率fM

fM是與結電容有關的參數(shù)。工作頻率超過fM時，二極管的單向導電性能變壞。

§1.4電子器件

§1.4.4半導體二極管-參數(shù)48現(xiàn)在是48頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件

§1.4.4半導體二極管-參數(shù)二極管的選擇

①要求導通電壓低時選鍺管，要求反向電流小時選硅管。②要求導通電流大時選平面型，要求反向工作頻率高時選點接觸型。③要求反向擊穿電壓高時選硅管；④要求耐高溫時選硅管。49現(xiàn)在是49頁\一共有109頁\編輯于星期日50現(xiàn)在是50頁\一共有109頁\編輯于星期日穩(wěn)壓二極管是利用PN結反向擊穿后具有穩(wěn)壓特性制作的二極管，其除了可以構成限幅電路之外，主要用于穩(wěn)壓電路。一、穩(wěn)壓二極管的特性

穩(wěn)壓二極管的電路符號及伏安特性曲線如圖1–21所示。由圖可見，它的正、反向特性與普通二極管基本相同。區(qū)別僅在于擊穿后，特性曲線更加陡峭，即電流在很大范圍內變化時(IZmin<I<IZmax)，其兩端電壓幾乎不變。這表明，穩(wěn)壓二極管反向擊穿后，能通過調整自身電流實現(xiàn)穩(wěn)壓。穩(wěn)壓二極管擊穿后，電流急劇增大，使管耗相應增大。因此必須對擊穿后的電流加以限制，以保證穩(wěn)壓二極管的安全。

(

a

)

u

i

0

I

Zmin

I

Zmax

U

Z

(

b

)

圖1-21穩(wěn)壓二極管及其特性曲線(a)電路符號；(b)伏安特性曲線§1.4電子器件

§1.4.4半導體穩(wěn)壓二極管51現(xiàn)在是51頁\一共有109頁\編輯于星期日二、穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)1.穩(wěn)定電壓UZ

UZ是指擊穿后在電流為規(guī)定值時，管子兩端的電壓值。由于制作工藝的原因，即使同型號的穩(wěn)壓二極管，

UZ的分散性也較大。使用時可通過測量確定其準確值。2.額定功耗PZ

PZ是由管子結溫限制所限定的參數(shù)。

PZ與PN結所用的材料、結構及工藝有關，使用時不允許超過此值。

§1.4電子器件

§1.4.4半導體穩(wěn)壓二極管52現(xiàn)在是52頁\一共有109頁\編輯于星期日3.穩(wěn)壓電流IZ

IZ是穩(wěn)壓二極管正常工作時的參考電流。工作電流小于此值時，穩(wěn)壓效果差，大于此值時，穩(wěn)壓效果好。穩(wěn)定電流的最大值IZmax有一限制，即IZmax=PZ/UZ。工作電流不允許超過此值，否則會燒壞管子。另外，工作電流也有最小值IZmax的限制，小于此值時，穩(wěn)壓二極管將失去穩(wěn)壓作用。4.動態(tài)電阻rZ

rZ是穩(wěn)壓二極管在擊穿狀態(tài)下，兩端電壓變化量與其電流變化量的比值。反映在特性曲線上，是工作點處切線斜率的倒數(shù)。

rZ隨工作電流增大而減小。

rZ的數(shù)值一般為幾歐姆到幾十歐姆。5.溫度系數(shù)α

α是反映穩(wěn)定電壓值受溫度影響的參數(shù)，用單位溫度變化引起穩(wěn)壓值的相對變化量表示。通常，

UZ<5V時具有負溫度系數(shù)(因齊納擊穿具有負溫系數(shù))；UZ>7V時具有正溫度系數(shù)(因雪崩擊穿具有正溫系數(shù))；而UZ在5V到7V之間時，溫度系數(shù)可達最小§1.4電子器件

§1.4.4半導體穩(wěn)壓二極管53現(xiàn)在是53頁\一共有109頁\編輯于星期日三、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路

穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路如圖1–22所示。圖中Ui為有波動的輸入電壓，并滿足Ui>UZ。R為限流電阻，RL為負載。

V

Z

U

i

＋

－

U

o

＋

－

R

R

L

I

L

I

Z

圖1–22穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路

§1.4電子器件

§1.4.4半導體穩(wěn)壓二極管54現(xiàn)在是54頁\一共有109頁\編輯于星期日

下面來說明限流電阻R的選擇方法。由圖1–21可知，當Ui,RL變化時，IZ應始終滿足Izmin<IZ<IZmax。設Ui的最小值為Uimin，最大值為Uimax；RL最小時IL的最大值為UZ/RLmin,RL最大時IL的最小值為UZ/RLmin

。由圖1–22可知，當Ui=Uimin,RL=RLmin時，IZ最小。這時應滿足

即

當Ui=Uimax,RL=RLmax時，IZ最大。這時應滿足(1–13)§1.4電子器件

§1.4.4半導體穩(wěn)壓二極管由式(1–13)、(1–14)，可得限流電阻的取值范圍是即

(1–14)(1–15)若出現(xiàn)Rmin>Rmax的結果，則說明在給定條件下，已超出了VZ管的穩(wěn)壓工作范圍。這時，需要改變使用條件或重新選擇大容量穩(wěn)壓二極管，以滿足Rmin<Rmax

。

55現(xiàn)在是55頁\一共有109頁\編輯于星期日使用穩(wěn)壓二極管要注意：1、穩(wěn)壓二極管幾乎都是硅管；2、連接電路時應反接；+-3、穩(wěn)壓管需串入一個電阻。該電阻的作用一是限流，保護穩(wěn)壓管；二是當輸入電壓或負載電流變化時，通過該電阻上電壓降的變化，取出誤差信號以調節(jié)穩(wěn)壓管的工作電流，從而起到穩(wěn)壓作用。VC56現(xiàn)在是56頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件負載電阻。要求當輸入電壓由正常值發(fā)生20%波動時，負載電壓基本不變。uoiZDZRiLiuiRL穩(wěn)壓管的技術參數(shù):解：令輸入電壓達到上限時，流過穩(wěn)壓管的電流為Izmax。求：電阻R和輸入電壓ui的正常值?！匠?

§1.4.4穩(wěn)壓二極管的應用舉例57現(xiàn)在是57頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件

§1.4.4穩(wěn)壓二極管的應用舉例令輸入電壓降到下限時，流過穩(wěn)壓管的電流為Izmin?！匠?uoiZDZRiLiuiRL聯(lián)立方程1、2，可解得：58現(xiàn)在是58頁\一共有109頁\編輯于星期日二極管的最重要的應用是作為“開關”。由此而引申出來的有整流、限幅及電平選擇等諸多方面的應用。在任何應用電路中，最核心的問題是如何判斷二極管是處于導通或是截止狀態(tài)。如果是導通的，二極管即可視為短路或0.7V(鍺材料為0.3V)，反之，是截止的，即可視為為開路?！?.4電子器件

§1.4.4半導體二極管應用59現(xiàn)在是59頁\一共有109頁\編輯于星期日一、二極管整流電路

把交流電變?yōu)橹绷麟?，稱為整流。一個簡單的二極管半波整流電路如圖1–17(a)所示。若二極管為理想二極管，當輸入一正弦波時，由圖可知：正半周時，二極管導通(相當開關閉合)，uo=ui；負半周時，二極管截止(相當開關打開)，

uo=0。其輸入、輸出波形見圖1–17(b)。整流電路可用于信號檢測，也是直流電源的一個組成部分。

§1.4電子器件

§1.4.4半導體二極管應用60現(xiàn)在是60頁\一共有109頁\編輯于星期日t

t

u

o

0

u

i

0

(

b

)

V

u

i

＋

－

u

o

＋

－

R

L

(

a

)

圖1–17二極管半波整流電路及波形(a)電路；

(b)輸入、輸出波形關系

§1.4電子器件

§1.4.4半導體二極管應用61現(xiàn)在是61頁\一共有109頁\編輯于星期日二、二極管限幅電路

限幅電路也稱為削波電路，它是一種能把輸入電壓的變化范圍加以限制的電路，常用于波形變換和整形。限幅電路的傳輸特性如圖1–18所示

.u

i

0

U

IL

u

o

U

omax

U

omin

U

IH

圖1–18限幅電路的傳輸特性§1.4電子器件

§1.4.4半導體二極管應用62現(xiàn)在是62頁\一共有109頁\編輯于星期日

一個簡單的上限幅電路如圖1–19(a)所示。利用圖1–16(c)的二極管模型可知，當ui≥E+UD(on)=2.7V時，V導通，uo=2.7V，即將ui的最大電壓限制在2.7V上；當ui<2.7V時，V截止，二極管支路開路，

uo=ui

。圖1–19(b)畫出了輸入一5V的正弦波時，該電路的輸出波形?？梢?，上限幅電路將輸入信號中高出2.7V的部分削平了。

t

V

u

i

＋

－

u

o

＋

－

R

(

a

)

E

2V

u

i

/

V

0

(

b

)

5

-5

t

u

o

/

V

0

-5

2.7

圖1–19二極管上限幅電路及波形(a)電路；

(b)輸入、輸出波形關系§1.4電子器件

§1.4.4半導體二極管應用63現(xiàn)在是63頁\一共有109頁\編輯于星期日三、二極管電平選擇電路

從多路輸入信號中選出最低電平或最高電平的電路，稱為電平選擇電路。一種二極管低電平選擇電路如圖1–20(a)所示。設兩路輸入信號u1,u2均小于E。表面上看似乎V1,V2都能導通，但實際上若u1<u2

，則V1導通后將把uo限制在低電平u1上，使V2截止。反之，若u2<u1

，則V2導通，使V1截止。只有當u1=u2時，

V1,V2才能都導通。

可見，該電路能選出任意時刻兩路信號中的低電平信號。圖1–20(b)畫出了當u1,u2為方波時，輸出端選出的低電平波形。如果把高于2.3V的電平當作高電平，并作為邏輯1，把低于0.7V的電平當作低電平，并作為邏輯0，由圖1–20(b)可知，輸出與輸入之間是邏輯與的關系。因此，當輸入為數(shù)字量時，該電路也稱為與門電路。§1.4電子器件

§1.4.4半導體二極管應用64現(xiàn)在是64頁\一共有109頁\編輯于星期日V

1

u

1

＋

－

u

o

(

a

)

V

2

E

R

u

2

t

t

t

(

b

)

u

o

/

V

0

3.7

u

1

V

3

0

u

2

/

V

3

0

0.7

圖1–20二極管低電平選擇電路及波形(a)電路；(b)輸入、輸出波形關系§1.4電子器件

§1.4.4半導體二極管應用65現(xiàn)在是65頁\一共有109頁\編輯于星期日例．試判斷圖中二極管是導通還是截止？并求出AO兩端電壓ＶA0。設二極管為理想的。

解：

分析方法：（1）將D1、D2從電路中斷開，分別出D1、D2兩端的電壓；

（2）根據(jù)二極管的單向導電性，二極管承受正向電壓則導通，反之則截止。若兩管都承受正向電壓，則正向電壓大的管子優(yōu)先導通，然后再按以上方法分析其它管子的工作情況。本題中：Ｖ12=12V，Ｖ34=12+4=16V，所以D2優(yōu)先導通，此時，Ｖ12=-4V，所以D1管子截止。ＶA0=-4V。66現(xiàn)在是66頁\一共有109頁\編輯于星期日

一、變容二極管

如前所述，PN結加反向電壓時，結上呈現(xiàn)勢壘電容，該電容隨反向電壓增大而減小。利用這一特性制作的二極管，稱為變容二極管。它的電路符號如圖1–23所示。變容二極管的結電容與外加反向電壓的關系由式(1–5)決定。它的主要參數(shù)有：變容指數(shù)、結電容的壓控范圍及允許的最大反向電壓等。圖1–23變容二極管符號§1.4電子器件

§1.4.4其他二極管簡介67現(xiàn)在是67頁\一共有109頁\編輯于星期日

二、

肖特基二極管

當金屬與N型半導體接觸時，在其交界面處會形成勢壘區(qū)，利用該勢壘制作的二極管，稱為肖特基二極管或表面勢壘二極管。它的原理結構圖和對應的電路符號如圖1–24所示。N

型

半導體

(

a

)

金屬

(

b

)

圖1–24肖特基二極管結構與符號(a)結構示意圖；(b)電路符號+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

§1.4電子器件

§1.4.4其他二極管簡介68現(xiàn)在是68頁\一共有109頁\編輯于星期日

三、

光電二極管

光電二極管是一種將光能轉換為電能的半導體器件，其結構與普通二極管相似，只是管殼上留有一個能入射光線的窗口。圖1–25示出了光電二極管的電路符號，其中，受光照區(qū)的電極為前級，不受光照區(qū)的電極為后級。前級

后級

圖1–25光電二極管符號

§1.4電子器件

§1.4.4其他二極管簡介69現(xiàn)在是69頁\一共有109頁\編輯于星期日

1．N型半導體和P型半導體是本征半導體分別加入五價元素和三價元素的雜質半導體。N型半導體中，電子是多子而空穴是少子；P型半導體中，空穴是多子而電子是少子。多子濃度由摻雜濃度決定，少子濃度很小且隨溫度的變化而變化。

2．P型和N型半導體結合，在交界面處形成PN結。PN結是構成半導體器件的基本單元，它具有單向導電特性、擊穿特性和電容特性。

3．晶體二極管由PN結構成。大信號運用時表現(xiàn)為開關特性，即正偏時導通，反偏時截止。理想情況下，相當于開關閉合與斷開。二極管的主要應用電路有整流、限幅及電平選擇等。

4．利用PN結的擊穿特性可制作穩(wěn)壓二極管。用穩(wěn)壓二極管構成穩(wěn)壓電路時，首先應保證穩(wěn)壓管反向擊穿，另外必須串接限流電阻。當輸入電壓波動或負載電阻改變時，穩(wěn)壓二極管通過調整自身電流的大小以維持其端電壓基本穩(wěn)定。§1.4電子器件

§1.4.4小結70現(xiàn)在是70頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件

§1.4.5雙極性晶體管雙極型晶體管是由三層雜質半導體構成的器件。它有三個電極，所以又稱為半導體三極管、晶體三極管等，以后我們統(tǒng)稱為晶體管。2907APNP雙極性晶體管

大功率達林頓晶體管100GHz銦磷/釤銦砷異質結雙極性晶體管的電子掃描顯微圖片71現(xiàn)在是71頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件

§1.4.5雙極型晶體管-結構

晶體管的原理結構如圖2–1(a)所示。由圖可見，組成晶體管的三層雜質半導體是N型—P型—N型結構，所以稱為NPN管。P

集電極

基極

發(fā)射極

集電結

發(fā)射結

發(fā)射區(qū)

集電區(qū)

(

a

)

NPN

c

e

b

PNP

c

e

b

b

基區(qū)

e

c

(

b

)

N

＋

襯底

N

型外延

P

N

＋

c

e

b

SiO

2

絕緣層

集電結

基區(qū)

發(fā)射區(qū)

發(fā)射結

集電區(qū)

(

c

)

N

N

圖2–1晶體管的結構與符號(a)NPN管的示意圖；(b)電路符號；(c)平面管結構剖面圖72現(xiàn)在是72頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件

§1.4.5雙極型晶體管-工作原理

當晶體管處在發(fā)射結正偏、集電結反偏的放大狀態(tài)下，管內載流子的運動情況可用圖2--2說明。我們按傳輸順序分以下幾個過程進行描述。圖2–2晶體管內載流子的運動和各極電流c

I

C

e

I

E

N

P

N

I

B

R

C

U

CC

U

BB

R

B

I

CBO

15V

b

I

BN

I

EP

I

EN

I

CN

73現(xiàn)在是73頁\一共有109頁\編輯于星期日

（1）因為發(fā)射結正偏，所以發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子，形成了擴散電流IEN

。同時從基區(qū)向發(fā)射區(qū)也有空穴的擴散運動，形成的電流為IEP。但其數(shù)量小，可忽略。所以發(fā)射極電流IE≈

IEN

。

（2）發(fā)射區(qū)的電子注入基區(qū)后，變成了少數(shù)載流子。少部分遇到的空穴復合掉，形成IBN。所以基極電流IB≈

IBN。大部分到達了集電區(qū)的邊緣。1．BJT內部的載流子傳輸過程74現(xiàn)在是74頁\一共有109頁\編輯于星期日（3）因為集電結反偏，收集擴散到集電區(qū)邊緣的電子，形成ICN

。

另外，集電結區(qū)的少子形成漂移電流ICBO。75現(xiàn)在是75頁\一共有109頁\編輯于星期日2．電流分配關系三個電極上的電流關系:76現(xiàn)在是76頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件

§1.4.5雙極型晶體管-工作原理小結1.在晶體管中，不僅IC比IB大很多；當IB有微小變化時還會引起IC的較大變化2.晶體管放大的外部條件－發(fā)射結必須正向偏置，集電結必須反向偏置3.放大作用的內部條件－基區(qū)很薄且摻雜濃度很低。77現(xiàn)在是77頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件

§1.4.5雙極型晶體管-伏安特性

三極管的伏安特性反映了三極管電極之間電壓和電流的關系。要正確使用三極管必須了解其伏安特性。輸入特性輸出特性78現(xiàn)在是78頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件§1.4.5雙極型晶體管-輸入特性

三極管的輸入特性是在三極管的集電極與發(fā)射極之間加一定電壓，即：UCE=常數(shù)時，基極電流IB和基極與發(fā)射極之間的電壓UBE之間的關系。AVmAVECRBIBUCEUBEICEB00.4200.8406080UBE(V)IB(A)UCE1V與二極管正向特性一致。79現(xiàn)在是79頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件§1.4.5雙極型晶體管-輸入特性放大狀態(tài)時，硅NPN管UBE=0.6~0.7V；鍺PNP管UBE=–0.2~–0.3V。

對硅管來說，當UCE1V時，集電結已處于反向偏置，發(fā)射結正向偏置所形成電流的絕大部分將形成集電極電流，但IB與UBE的關系依然與PN結的正向類似。(當UCE更小，IB才會明顯增加)硅管的死區(qū)電壓為0.5V，鍺管的死區(qū)電壓不超過0.2V。00.4200.8406080UBE(V)IB(A)UCE1V80現(xiàn)在是80頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件

§1.4.5雙極型晶體管-輸出特性輸出特性曲線是指當基極電流IB為常數(shù)時，輸出電路(集電極電路)中集電極電流IC與集-射極電壓UCE之間的關系曲線。在不同的IB下，可得到不同的曲線，即晶體管的輸出特性曲線是一組曲線(見下圖)。81現(xiàn)在是81頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件

§1.4.5雙極型晶體管-輸出特性

當IB一定時，UCE超過約1V以后就將形成IC，當UCE繼續(xù)增加時，IC的增加將不再明顯。這是晶體管的恒流特性。

當IB增加時，相應的IC也增加，曲線上移，而且IC比IB增加得更明顯。這是晶體管的電流放大作用。通常將晶體管的輸出特性曲線分為三個工作區(qū)：82現(xiàn)在是82頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件(1)放大區(qū)特性曲線進于水平的區(qū)域。在放大區(qū)，也稱線性區(qū)。此時發(fā)射結正向偏置，集電結反向偏置。(2)截止區(qū)IB=0曲線以下的區(qū)域。IB=0時IC=ICEO。對于硅管當UBE<0.5V時即開始截止。為了可靠截止常使UBE0。(3)飽和區(qū)當UCE<UBE時，集電結處于正向偏置，晶體管工作于飽和狀態(tài)。在飽和區(qū)，IB的變化對IC影響較小，失去放大作用。即：飽和時，晶體管的發(fā)射結處于正偏、集電結也處于正偏即截止時兩個PN結都反向偏置83現(xiàn)在是83頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件

§1.4.5雙極型晶體管-伏安特性各態(tài)偏置情況截止放大飽和發(fā)射結反偏正偏正偏集電結反偏反偏正偏

放大區(qū)－－此時發(fā)射結正向偏置，集電結反向偏置。

截止區(qū)－－即截止時兩個PN結都反向偏置

飽和區(qū)－－飽和時，晶體管的發(fā)射結處于正偏、集電結也處于正偏84現(xiàn)在是84頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件截止放大飽和85現(xiàn)在是85頁\一共有109頁\編輯于星期日例：測量三極管三個電極對地電位如圖

03.09所示，試判斷三極管的工作狀態(tài)。

圖03.09三極管工作狀態(tài)判斷

放大截止飽和86現(xiàn)在是86頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件

§1.4.5雙極型晶體管-主要參數(shù)

晶體管的特性不僅可用特性曲線表示，還可用一些數(shù)據(jù)進行說明，即晶體管參數(shù)。它是設計電路和選用器件的依據(jù)。電流放大系數(shù)β，集-基極反向飽和電流ICBO集-射極反向飽和電流ICEO集電極最大允許電流ICM集-射極反向擊穿電壓

U(BR)CEO集電極最大允許耗散功率PCM87現(xiàn)在是87頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件

§1.4.5雙極型晶體管-主要參數(shù)電流放大系數(shù)β當三極管接成共發(fā)射極電路時，在靜態(tài)（無輸入信號）時，集電極電流（輸出電流）與基極電流（輸入電流）的比值稱為共發(fā)射極靜態(tài)電流（直流）放大系數(shù)。

當三極管工作在動態(tài)（有輸入信號）時，由基極電流的變化量引起的集電極電流的變化量與基點電流的變化量的比值成為動態(tài)電流（交流）放大系數(shù)。88現(xiàn)在是88頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件

§1.4.5雙極型晶體管-主要參數(shù)

靜態(tài)電流放大系數(shù)和動態(tài)電流放大系數(shù)的意義不同，但大多數(shù)情況下近似相等，可以借用進行定量估算。晶體管的輸出特性曲線是非線性的，只有在曲線的等距平直部分才有較好的線性關系，IC與IB成正比，β也可認為是基本恒定的由于制造工藝的原因，晶體管的參數(shù)具有一定的離散性，即使是同一型號的晶體管，也不可能具有完全相同的參數(shù)。常用晶體管的β值在20~100之間。近年來由于生產工藝的提高，β值在100~300之間的晶體管也具有很好的特性。89現(xiàn)在是89頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件

§1.4.5雙極型晶體管-主要參數(shù)集-基極反向飽和電流ICBO

ICBO是當發(fā)射極開路時的集電極電流。它受溫度影響很大，在室溫下鍺管的ICBO約為10A數(shù)量級、硅管的ICBO在1A以下數(shù)量級。90現(xiàn)在是90頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件

§1.4.5雙極型晶體管-主要參數(shù)集-射極反向飽和電流ICEOICEO是當基極開路時的集電極電流，常稱為穿透電流。盡管基極開路，由于集電結反偏仍有ICBO形成，它將通過發(fā)射結到發(fā)射極，這時將有IC=(1+)ICBO=ICEO處于放大狀態(tài)的晶體管有IC=IB+ICEO91現(xiàn)在是91頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件

§1.4.5雙極型晶體管-主要參數(shù)集電極最大允許電流ICM在IC很大時，輸出待性曲線變密，β值減小。一般把β減小到額定值的2／3時的IC值，稱為集電極最大允許電流ICM。當IC超過ICM時，β值顯著下降，甚至有燒壞管子的可能。92現(xiàn)在是92頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件

§1.4.5雙極型晶體管-主要參數(shù)集-射極反向擊穿電壓U(BR)CEO

它是基極開路時，C-E間的最大允許電壓。當UCE>U(BR)CEO時，ICEO突變，晶體管會被擊穿損壞。93現(xiàn)在是93頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件

§1.4.5雙極型晶體管-主要參數(shù)集電極最大允許耗散功率PCMIC流經集電結時將產生熱量使結溫上升，從而引起晶體管參數(shù)的變化。在參數(shù)變化不超過允許值時集電極所消耗的功率稱為PCM。因此PCM主要受結溫T

j制約。94現(xiàn)在是94頁\一共有109頁\編輯于星期日95半導體三極管的型號第二位：A鍺PNP管、B鍺NPN管、

C硅PNP管、D硅NPN管

第三位：X低頻小功率管、D低頻大功率管、

G高頻小功率管、A高頻大功率管、K開關管用字母表示材料用字母表示器件的種類用數(shù)字表示同種器件型號的序號用字母表示同一型號中的不同規(guī)格三極管國家標準對半導體器件型號的命名舉例如下：3DG110B現(xiàn)在是95頁\一共有109頁\編輯于星期日1：EMITTER2：BASE3：COLLECTOR96現(xiàn)在是96頁\一共有109頁\編輯于星期日§1.4電子器件§1.4.6絕緣柵型場效應晶體管-結構工作原理場效應管是利用電場效應來控制半導體中的載流子，使流過半導體內的電流大小隨電場強弱的改變而變化的電壓控制電流的放大器件。其英文名稱為：MetalOxideSem