二极管三极管基础知识Word文件下载.doc

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2．载流子：

半导体中存在的两种携带电荷参与导电的“粒子”。

（1）自由电子：

带负电荷。

（2）空穴：

带正电荷。

特性：

在外电场的作用下，两种载流子都可以做定向移动，形成电流。

3．N型半导体：

主要靠电子导电的半导体。

即：

电子是多数载流子，空穴是少数载流子。

4．P型半导体：

主要靠空穴导电的半导体。

空穴是多数载流子，电子是少数载流子。

1.1.2　PN结

1．PN结：

经过特殊的工艺加工，将P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起，则在两种半导体的交界面就会出现一个特殊的接触面，称为PN结。

2．实验演示

（1）实验电路

（2）现象

所加电压的方向不同，电流表指针偏转幅度不同。

（3）结论

PN结加正向电压时导通，加反向电压时截止，这种特性称为PN结的单向导电性。

3．反向击穿：

PN结两端外加的反向电压增加到一定值时，反向电流急剧增大，称为PN结的反向击穿。

4．热击穿：

若反向电流增大并超过允许值，会使PN结烧坏，称为热击穿。

5．结电容

PN结存在着电容，该电容称为PN结的结电容。

1.1.3　半导体二极管

利用PN结的单向导电性，可以用来制造一种半导体器件——半导体二极管。

1．半导体二极管的结构和符号

（1）结构：

由于管芯结构不同，二极管又分为点接触型（如图a）、面接触型（如图b）和平面型（如图c）。

（2）符号：

如图所示，箭头表示正向导通电流的方向。

2．二极管的特性

二极管的导电性能由加在二极管两端的电压和流过二极管的电流来决定，这两者之间的关系称为二极管的伏安特性。

硅二极管的伏安特性曲线如图所示。

（1）正向特性（二极管正极电压大于负极电压）

①死区：

当正向电压较小时，正向电流极小，二极管呈现很大的电阻，如图中OA段，通常把这个范围称为死区。

死区电压：

硅二极管0.5V左右，锗二极管0.1V~0.2V。

②正向导通：

当外加电压大于死区电压后，电流随电压增大而急剧增大，二极管导通。

导通电压：

硅二极管0.6V~0.7V，锗二极管0.2V~0.3V。

（2）反向特性（二极管负极电压大于正极电压）

①反向饱和电流：

当加反向电压时，二极管反向电流很小，而且在很大范围内不随反向电压的变化而变化，故称为反向饱和电流。

②反向击穿：

若反向电压不断增大到一定数值时，反向电流就会突然增大，这种现象称为反向击穿。

普通二极管不允许出现此种状态。

由二极管的伏安特性可知，二极管属于非线性器件。

3．半导体二极管的主要参数

（1）最大整流电流：

二极管长时间工作时允许通过的最大直流电流。

（2）最高反向工作电压：

二极管正常使用时允许加的最高反向电压。

（讲解）

（引入实验电路，观察现象）

（展示各种二极管）

（引导分析伏安特性）

练习

1．晶体二极管加一定的_____电压时导通，加_____电压时_____，这一导电特性称为二极管的_____特性。

2．二极管导通后，正向电流与正向电压呈_____关系，正向电流变化较大时，二极管两端正向压降近似于_____，硅管的正向压降为_____V，锗管约为_____V。

小结

1．PN结具有单向导电性。

2．用PN结可制成二极管。

符号如图所示。

3．二极管的伏安特性分正向特性和反向特性两部分。

布置作业

P22习题一

1-1，1-2，1-3，1-4，1-5。

1.2 半导体三极管

1．掌握三极管的结构、分类和符号。

2．理解三极管的电流放大作用。

3．掌握三极管的基本连接方式。

三极管的结构、分类、电流放大作用。

三极管的电流放大作用。

在半导体器件中，有一种广泛应用于各种电子电路的重要器件，那就是半导体三极管，通常也称为晶体管。

1.2.1　半导体三极管的基本结构与分类

1．结构及符号

PNP型及NPN型三极管的内部结构及符号如图所示。

三区：

发射区、基区、集电区。

三极：

发射极E、基极B、集电极C。

两结：

发射结、集电结。

实际上发射极箭头方向就是发射结正向电流方向。

2．分类：

（1）按半导体基片材料不同：

NPN型和PNP型。

（2）按功率分：

小功率管和大功率管。

（3）按工作频率分：

低频管和高频管。

（4）按管芯所用半导体材料分：

锗管和硅管。

（5）按结构工艺分：

合金管和平面管。

（6）按用途分：

放大管和开关管。

3．外形及封装形式

三极管常采用金属、玻璃或塑料封装。

常用的外形及封装形式如图所示。

1.2.2　三极管的电流放大作用

1．三极管各电极上的电流分配

（2）实验数据

表1-1　三极管三个电极上的电流分配

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.56

1.14

1.74

2.33

2.91

0.57

1.16

1.77

2.37

2.96

（3）结论：

三极管的电流分配规律：

发射极电流等于基极电流和集电极电流之和。

2．三极管的电流放大作用

由上述实验可得结论：

基极电流的微小变化控制了集电极电流较大的变化，这就是三极管的电流放大原理。

注意：

（1）三极管的电流放大作用，实质上是用较小的基极电流信号控制集电极的大电流信号，是“以小控大”的作用。

（2）要使三极管起放大作用，必须保证发射结加正向偏置电压，集电结加反向偏置电压。

1.2.3　三极管的基本连接方式

利用三极管的电流放大作用，可以用来构成放大器，其方框图如图所示。

三极管在构成放大器时，有三种基本连接方式：

1．共发射极电路（CE）：

把三极管的发射极作为公共端子。

2．共基极电路（CB）：

把三极管的基极作为公共端子。

3．共集电极电路（CC）：

把三极管的集电极作为公共端子。

（介绍，参考教材）

（讲解实验电路，分析数据）

（学生讨论完成）

（引导学生阅读教材）

1．三极管的放大作用的实质是_____电流对_____电流的控制作用。

2．三极管的电流分配关系是怎样的？

3．如何理解三极管的电流放大作用？

1．三极管是一种有三个电极、两个PN结和两种结构形式（NPN和PNP）的半导体器件。

2．三极管内电流分配关系为：

。

3．三极管实现放大作用的条件是：

三极管的发射结要加正向电压，集电结要加反向电压。

4．三极管有三种基本连接方式：

共发射极电路、共基极电路和共集电极电路。

P23习题一

1-6。

1．掌握三极管的特性曲线和主要参数。

2．掌握三极管的测试方法。

3．了解片状三极管。

1．三极管的特性曲线和主要参数。

2．三极管的测试方法。

三极管的特性曲线和主要参数。

A．新授课

1.2.4　三极管的特性曲线

1．输入特性曲线

输入特性：

在一定条件下，加在三极管基极与发射极之间的电压和它产生的基极电流之间的关系。

改变可改变，一定后，改变可得到不同的和。

（2）输入特性曲线

三极管的输入特性曲线与二极管的十分相似，当大于导通电压时，三极管才出现明显的基极电流。

硅管0.7V，锗管0.2V。

2．输出特性曲线

输出特性：

在一定条件下，集电极与发射极之间的电压与集电极电流之间的关系。

先调节，使为一定值，再调节得到不同的和值。

（2）输出特性曲线

①截止区：

=0以下的区域。

a．发射结和集电结均反向偏置，三极管截止。

b．=0，≠0，即为，穿透电流。

c．三极管发射结反偏或两端电压为零时，为截止。

②放大区：

指输出特性曲线之间间距接近相等，且互相平行的区域。

a．与成正比增长关系，具有电流放大作用。

b．恒流特性：

大于1V左右以后，一定，不随变化，恒定。

c．发射结正偏，集电结反偏，三极管处于放大状态。

d．电流放大倍数

③饱和区：

指输出特性曲线靠近左边陡直且互相重合的曲线与纵轴之间的区域。

a．不随的增大而变化，这就是所谓的饱和。

b．饱和时的值为饱和压降，：

硅管为0.3V，锗管为0.1V。

c．发射结、集电结都正偏，三极管处于饱和状态。

④总结：

截止区：

发射结和集电结均反偏。

放大区：

发射结正偏，集电结反偏。

饱和区：

发射结和集电结均正偏。

3．三极管的主要参数

（1）共射极电流放大系数

用b表示，选用管子时，b值应恰当，一般说来，b值太大的管子工作稳定性差。

（2）极间反向饱和电流

①集电极-基极反向饱和电流。

②集电极-发射极反向饱和电流。

两者关系：

=（1+b）

（3）极限参数

①集电极最大允许电流

当过大时，电流放大系数b将下降。

在技术上规定，b下降到正常值的2/3时的集电极电流称集电极最大允许电流。

②反向击穿电压

当基极开路时，集电极与发射极之间所能承受的最高反向电压——。

当发射极开路时，集电极与基极之间所能承受的最高反向电压——。

当集电极开路时，发射极与基极之间所能承受的最向反向电压——。

③集电极最大允许耗散功率

在三极管因温度升高而引起的参数变化不超过允许值时，集电极所消耗的最大功率称集电极最大允许耗散功率。

三极管应工作在三极管最大损耗曲线图中的安全工作