晶体管闪光灯电路

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1、第14章二极管和晶体管本章要求：1．理解PN结的单向导电性，晶体管的电流分配和电流放大作用；2．了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；3．会分析含有二极管的电路。重点：1．PN结单向导电性；2．晶体管的电流分配和电流放大作用。难点：1．晶体管载流子运动；2．二极管电路分析。14.1半导体的导电特性半导体的导电特性：热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强。光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化。掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变。14.1.1本征半导体完全纯净的、具有晶体结构的鍺、硅、硒，称

2、为本征半导体。晶体中原子以共价键结合，共价键中的两个电子，称为价电子。价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子（带负电），同时共价键中留下一个空位，称为空穴（带正电）。在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补，而在该原子中出现一个空穴，其结果相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。所以，半导体有两种导电粒子（载流子）：自由电子、空穴。当半导体两端加上外电压时，载流子定向运动（漂移运动），在半导体中将出现两部分电流：自由电子作定向运动形成的电子电流、价电子递补空穴运动形成的空穴电流。温度愈高，晶体中产生的自由

3、电子便愈多，载流子的数目愈多，半导体的导电性能也就愈好。所以，温度对半导体器件性能影响很大。14.1.2N型半导体和P型半导体在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素），形成杂质半导体。掺入五价元素后自由电子数目大量增加，自由电子导电成为这种半导体的主要导电方式，称为电子半导体或N型半导体。掺入三价元素后空穴数目大量增加，空穴导电成为这种半导体的主要导电方式，称为空穴半导体或P型半导体。无论N型或P型半导体都是中性的，对外不显电性。14.2PN结及其单向导电性P型半导体和N型半导体交界面的特殊薄层称作PN结。1．PN结加正向电压（正向偏置）多子在外电场作

4、用下定向移动，形成较大的正向电流，正向电阻较小，处于导通状态。2．PN结加反向电压（反向偏置）少子在外电场作用下定向移动，形成很小的反向电流，反向电阻较大，处于截止状态。温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。PN结加正向电压PN结加正向电压14.3半导体二极管14.3.1基本结构二极管由一个PN结加电极引线和管壳构成。二极管可分为点接触型、面接触型和硅平面型等类型。按所用半导体材料，有硅二极管和锗二极管等。14.3.2伏安特性特点：非线性。二极管是一个非线性电阻元件，它的电流和电压之间不存在比例关系，电阻不是一个常数。正向特性：外加电压大于死区

5、电压（硅管0.5V，锗管0.1V）二极管才能导通。导通后，管压降：硅0.6~0.8V，锗0.2~0.3V。反向特性：反向电流在一定电压范围内保持常数。外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。14.3.3主要参数最大整流电流IOM、反向工作峰值电压URWM、反向峰值电流IRM14.4稳压二极管一种特殊二极管。稳压管正常工作时加反向电压。稳压管反向击穿后，电流变化很大，但其两端电压变化很小，利用此特性，稳压管在电路中可起稳压作用。主要参数有：稳定电压UZ、电压温度系数aｕ、动态电阻rZ、稳定电流IZ、最大稳定电流IZM、最大允许耗散功率PZM

6、14.5晶体管14.5.1基本结构三层半导体，两个PN结。有两种类型：NPN型PNP型14.5.2电流分配和放大原理晶体管具有放大作用：基极电流的微小变化能够引起集电极电流的较大变化。晶体管放大的内部条件——制造时使基区很薄且杂质浓度远低于发射区等；外部条件——发射结正向偏置、集电结反向偏置。14.5.3特性曲线1．输入特性：非线性，类似二极管的正向特性。2．输出特性：输出特性曲线通常分三个工作区：(1)放大区：在放大区有IC=bIB，也称为线性区，具有恒流特性。条件：发射结正向偏置、集电结反向偏置。（2）截止区：IB<0以下区域为截止区，有IC»0，

7、UCE»UCC。条件：发射结反向偏置、集电结反向偏置。（3）饱和区：UCE£UBE时，饱和状态。UCE»0,IC»UCC/RC。条件：发射结正向偏置、集电结正向偏置。14.5.4主要参数电流放大系数b、集-基极反向截止电流ICBO、集-射极反向截止电流(穿透电流)ICEO、集电极最大允许电流ICM、集-射极反向击穿电压U(BR)CEO、集电极最大允许耗散功耗PCM14.6光电器件14.6.1发光二极管有正向电流流过时，发出一定波长范围的光，目前的发光管可以发出从红外到可见波段的光。它的电特性与一般二极管类似，正向电压较一般二极管高，为1.5V~3V，电

8、流为几~十几mA。14.6.2光电二极管反向电压作用下工作。无光照时为暗电流；有光照时为光电流