1、14.1 半導體的導電特性半導體的導電特性導電才干可添加幾十萬乃至幾百萬倍。例如在純硅中導電才干可添加幾十萬乃至幾百萬倍。例如在純硅中摻入百萬分之一的硼后，硅的導電率就從大約摻入百萬分之一的硼后，硅的導電率就從大約 左右。左右。減小到減小到m104m10233 中間派中間派導體導體絕緣體絕緣體共價健共價健 Si Si Si Si價電子價電子 Si Si Si Si價電子價電子這一景象稱為本征激發。這一景象稱為本征激發。空穴空穴自在電子自在電子半導體和金屬在半導體和金屬在導電原理上的本導電原理上的本質差別質差別 Si Si Si Sip+多多余余電電子子磷原子磷原子在常溫下即可在常溫下即可變為自

2、在電子變為自在電子失去一失去一個電子個電子變為正變為正離子離子個個以以下下。空空穴穴減減少少到到。由由于于復復合合，自自由由電電子子增增加加幾幾十十萬萬倍倍型型半半導導體體后后，個個，摻摻雜雜成成電電子子或或空空穴穴每每立立方方米米純純硅硅約約有有自自由由510103 . 2N101.5 Si Si Si SiB硼原子硼原子空穴空穴多子的分散運動多子的分散運動濃度差濃度差空間電荷區也稱空間電荷區也稱 PN 結結 +構成空間電荷區構成空間電荷區 P接正、接正、N接負接負 外電場外電場IF+PN+IR+正導游通，正導游通，反向截止，反向截止，即為即為PN結的結的單導游電性。單導游電性。陰極引線陰極

3、引線陽極引線陽極引線二氧化硅維護層二氧化硅維護層P型硅型硅N型硅型硅( c ) 平面型平面型金屬觸絲金屬觸絲陽極引線陽極引線N型鍺片型鍺片陰極引線陰極引線外殼外殼( a ) 點接觸型點接觸型鋁合金小球鋁合金小球N型硅型硅陽極引線陽極引線PN結結金銻合金金銻合金底座底座陰極引線陰極引線( b ) 面接觸型面接觸型圖圖 1 12 半導體二極管的構造和符號半導體二極管的構造和符號 陰極陰極陽極陽極( d ) 符號符號D反向擊穿反向擊穿電壓電壓U(BR)反向特性反向特性UIPN+PN+定性分析：判別二極管的義務外形定性分析：判別二極管的義務外形導通導通截止截止 假設二極管是理想的，正導游通時正向管壓降

4、為零，假設二極管是理想的，正導游通時正向管壓降為零，反向截止時二極管相當于斷開。反向截止時二極管相當于斷開。例例1：D6V12V3kBAUAB+例例2:mA43122D IBD16V12V3kAD2UAB+V sin18itu t 例例14.3.1D+RCuIRL+uRu0+(a)OOu0uRttOuIUtpt2t1t(b)分析：分析：0t1期間，期間，uI為正，為正，D截止，截止， u0為為0，C充電，電壓為充電，電壓為U，uR為正的尖脈沖為正的尖脈沖 。t1t2期間，期間， uI為為0，C經經R和和RL放電，放電，D導通，導通， uR 和和u0為負尖脈沖。為負尖脈沖。檢波作用檢波作用例例1

5、4.3.2：圖圖14.3.5中輸入端中輸入端A的電位的電位VA為為3V，VB為為0V，求輸出端，求輸出端Y的電位的電位Vy。電阻電阻R接負電源。接負電源。DB-12VRVYDA3V0VVBVA圖圖14.3.5解：解：DA ，DB共陰極接法，比較陽極電位共陰極接法，比較陽極電位VA與與VB， DA優先導通，優先導通， Vy=3V或或2.7V，VB截止。截止。【練習與思索】【練習與思索】14.3.1 二極管的伏安特性上有一個死區電壓。什么是死區電壓？二極管的伏安特性上有一個死區電壓。什么是死區電壓？ 硅管和鍺管的死區電壓的典型值約為多少？硅管和鍺管的死區電壓的典型值約為多少？14.3.2 為什么二

6、極管的反向飽和電流與外加反向電壓根本無關，為什么二極管的反向飽和電流與外加反向電壓根本無關， 而當環境溫度升高時，又明顯增大？而當環境溫度升高時，又明顯增大？14.3.3 把一個把一個1.5V的干電池直接接到正向接法二極管的兩端，的干電池直接接到正向接法二極管的兩端， 會發生什么問題？會發生什么問題？14.3.1 在某電路中，要求經過二極管的正向平均電流為在某電路中，要求經過二極管的正向平均電流為80mA， 加在上面的最高反向電壓為加在上面的最高反向電壓為110V，試從附錄，試從附錄C中選用一中選用一 適宜的二極管。適宜的二極管。 2CP13 100mA 150VUZIZIZM UZ IZ_+

7、UIOZZ ZIUr例例14.4.15mAA10006 . 11220ZI20VR=1.6kUZ=12VDZIZ IZM=18mA在圖在圖14.4.3中，經過穩壓二極管的電流中，經過穩壓二極管的電流IZ等等于多少？于多少？R是限流電阻，其值能否適宜？是限流電阻，其值能否適宜？解：解：IZ 0, UBC UBE。IC/mAUCE/V100 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =0對對NPN型硅管，當型硅管，當UBE0.5V時時, 即已即已開場截止開場截止, 為使晶體為使晶體管可靠截止管可靠截止 , 常使常使 UBE 0。截止時。截止時, 集集電

8、結也處于反向偏電結也處于反向偏置置(UBC 0),此時此時, I C 0 , U C E UCC 。IB = 0 的曲線以下的區域稱為截止區。的曲線以下的區域稱為截止區。IB = 0 時時, IC = ICEO(很小很小)。(ICEO0.001mA)IC/mAUCE/V100 A 80A 60 A 40 A 20 A O 3 6 9 1242.31.5321IB =0 當當 UCE 0)，晶體管義務于飽和外形。晶體管義務于飽和外形。晶體管三種義務外形的電壓和電流晶體管三種義務外形的電壓和電流(a)放大放大+ UBE 0 ICIB+UCE UBC 0+(b)截止截止IC 0 IB = 0+ UC

9、E UCC UBC 0 IB+ UCE 0 UBC 0+CCCCRUI 當晶體管飽和時，當晶體管飽和時， UCE 0，發射極與集電極，發射極與集電極之間好似一個開關的接通，其間電阻很小；當晶體之間好似一個開關的接通，其間電阻很小；當晶體管截止時，管截止時，IC 0 ，發射極與集電極之間好似一個，發射極與集電極之間好似一個開關的斷開，其間電阻很大，可見，晶體管除了有開關的斷開，其間電阻很大，可見，晶體管除了有放大作用外，還有開關作用。放大作用外，還有開關作用。例例14.5.1 在圖在圖14.5.11的電路中，的電路中，Ucc=6V,Rc=3k,RB=10k, =25,當輸入電壓當輸入電壓UI分別

10、為分別為3V，1V和和-1V時，試問晶體管處于時，試問晶體管處于何種義務外形？何種義務外形？ EC=UCCUIRBRCT+IBIC圖圖14.5.11解：解：晶體管飽和時的電流近似為晶體管飽和時的電流近似為 2mA100036CCCCRUIA8008mA. 0mA252_CB IIBBBEIBA230A000107 . 03 IRUUI BBBEIBA30A000107 . 01 IRUUI 剛飽和時的基極電流剛飽和時的基極電流1 UI=3V時，2 UI=1V時，T深度飽和T放大外形3UI=-1V時，T可靠截止可靠截止 0 0.1 0.5 0.1 0.6 0.7 0.2 0.3 0.3 0.1

11、0.7 0.3硅管硅管(NPN)鍺管鍺管(PNP) 可靠截止可靠截止開場截止開場截止 UBE/V UBE/VUCE/V UBE/V 截 止 放大 飽和 工 作 狀 態 管 型晶體管結電壓的典型值晶體管結電壓的典型值14.5.4 主要參數主要參數 表示晶體管特性的數據稱為晶體管的參數，晶表示晶體管特性的數據稱為晶體管的參數，晶體管的參數也是設計電路、選用晶體管的根據。體管的參數也是設計電路、選用晶體管的根據。 BCII_ BCII 53704051BC.II 400400605132BC .II ICBO A+EC AICEOIB=0+ICMU(BR)CEOICUCEO平安義務區平安義務區【練習

12、與思索】【練習與思索】14.5.2 晶體管在輸出特性曲線的飽和區義務時，其電流放大系數晶體管在輸出特性曲線的飽和區義務時，其電流放大系數 和在放大區義務時能否一樣大？和在放大區義務時能否一樣大？飽和區義務時的電流放大系數小于放大區的電流放大系數飽和區義務時的電流放大系數小于放大區的電流放大系數14.5.6 假設其它參數一樣，選用哪個管子較好？為什么？假設其它參數一樣，選用哪個管子較好？為什么？ 。另一個管子子有兩兩個晶體管，一個A2,150A;5 . 0,50CBOCBO II14.5.7 運用晶體管時，只需運用晶體管時，只需1集電極電流超越集電極電流超越ICM值；值； 2耗散功率超越耗散功率

13、超越PCM；3集集-射極電壓超越射極電壓超越U(BR)CEO值，晶體管就必然損壞。上述幾種說法能否都是對的？值，晶體管就必然損壞。上述幾種說法能否都是對的？ICICM，將使，將使下降至三分之一以下，不起放大作用，下降至三分之一以下，不起放大作用，而管子未必損壞。當而管子未必損壞。當ICICM會把管腳的內部引線燒斷。會把管腳的內部引線燒斷。2，3正確。正確。14.5.1 有兩個晶體管分別接在電路中，今測得它們管腳的電位有兩個晶體管分別接在電路中，今測得它們管腳的電位 分別如下表所列。分別如下表所列。【習題】【習題】管腳管腳123電位電位/V43.49管腳管腳123電位電位/V-6-2.3-2晶體管晶體管晶體管晶體管BECNPN硅管硅管BECPNP鍺管鍺管1有一個三極管義務在放大外形，測得三個極的電位分別為有一個三極管義務在放大外形，測得三個極的電位分別為 -0.7V、-1V、-6V，那么這個三極管是，那么這個三極管是 型的型的 管填硅或鍺，管填硅或鍺，對應的三個極分別是對應的三個極分別是 、 、 。 2三極管義務在放大區的條件是：一是外部條件，即三極管義務在放大區的條件是：一是外部條件，即 二是內部條件，即二是內部條件，即 。 3. 對晶體管的輸出特性曲線來說，下面觀念錯誤的選項是對晶體管的輸出特性曲線來說，下面觀念錯誤的選項是 。A. 此特性曲線可分為三個義務區，表示了晶