电工电子技术及应用 教学课件 作者 章喜才 4.ppt

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1、第四章常用半导体器件第二节晶体三极管第一节晶体二极管晶体二极管晶体二极管的单向导电性1二极管的主要参数3二极管的伏安特性2CompanyLogo晶体二极管的单向导电性晶体二极管的内部结构是由P型半导体和N型半导体用特殊工艺加工而成，它的核心是一个PN结。二极管的两根引脚分别称为正极（阳极）和负极（阴极），正极由P型半导体一侧引出，对应二极管符号中三角形底边一端；负极由N型半导体一侧引出，对应二极管符号中短竖线一端。CompanyLogo晶体二极管的单向导电性CompanyLogo如图4-2a所示，当开关S闭合时，指示灯发光，说明当晶体二极管正极接高电位，负极接低电位时，导电性能良好，电路中有电

2、流流过，称为二极管“导通”状态。晶体二极管的单向导电性CompanyLogo如图4-2b所示，当开关S闭合时，指示灯不发光，说明当晶体二极管正极接低电位，负极接高电位时，导电性能极差，电路中无电流流过，称为二极管“截止”状态。结论:晶体二极管加一定的正向电压时导通，加反向电压时截止，这一导电特性，称为二极管的单向导电性。晶体二极管的单向导电性CompanyLogo二极管的伏安特性晶体二极管两端的电压和流过二极管电流的关系称为二极管的伏安特性。CompanyLogo1.正向特性⑴曲线起始阶段，当正向电压较小时，正向电流极小（几乎没有），二极管呈现很大的电阻，处于截止状态，这一部分称为死区，相应的

3、电压值称为门坎电压或死区电压：硅管约为0.5V，锗管约为0.2V。(2)当正向电压超过门坎电压时，电流随电压的上升而急剧增大，二极管电阻变得很小，进入导通状态。正向电流IF与电压VF呈非线性关系，二极管两端正向压降近于定值，称为导通电压：硅管约为0.7V，锗管约为0.3V。二极管的伏安特性CompanyLogo2.反向特性⑴曲线起始阶段，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，称为反向饱和电流（锗管大于硅管）。(2)当反向电压增加到一定数值时，反向电流急剧增加，称为反向电击穿，简称反向击穿，此时的电压称为反向击穿电压。(3)普通二极管反向击穿后，若不限制反向击穿电流，将由

4、电击穿转变为热击穿烧毁PN结，造成二极管永久性损坏。二极管的伏安特性CompanyLogo二极管的主要参数1.最大整流电流IFM二极管允许通过的最大正向工作电流平均值。当实际电流超过该值时，二极管会因过热而损坏。2.最高反向工作电压VRM二极管允许承受的反向工作电压峰值。通常采用二极管反向击穿电压的一半或三分之一。3.反向漏电流IR规定的反向电压和环境温度下测得的二极管反向电流值。反向电流愈小，二极管的单向导电性愈好。CompanyLogo晶体三极管晶体三极管的结构与分类1晶体管的工作状态3晶体管的电流放大作用2晶体管的主要参数4CompanyLogo晶体三极管的结构与分类三极管的核心是两个联

5、系着的PN结，如图4-6b所示。它将三极管分成三个区域：发射区、基区和集电区。由这三个区各引出一个电极，分别称为发射极、基极和集电极，依次用字母E、B、C表示。集电区与基区交界处的PN结称为集电结，发射区与基区交界处的PN结称为发射结。CompanyLogo晶体三极管的结构与分类CompanyLogo晶体管的电流放大作用1.晶体管的工作电压晶体三极管的基本作用是放大电信号，工作时通常在它的发射结加正向电压，集电结加反向电压。如图4-7所示是两种结构的晶体三极管双电源接线图，两类三极管外部电路所接电源极性正好相反。图中加在基极和发射极之间的电压叫偏置电压，一般硅管为0.5～0.8V，锗管为0.1

6、～0.3V；加在集电极和发射极之间的电压一般是几伏到几十伏。CompanyLogo2.晶体管的电流放大作用⑴晶体管电流分配关系：发射极电流等于集电极电流与基极电流之和，即IE=IC+IB由于基极电流很小，可认为发射极电流与集电极电流近似相等，即IE≈IC晶体管的电流放大作用CompanyLogo2.晶体管的电流放大作用(2)晶体管电流放大作用：当基极电流IB从0.01mA变为0.02mA时，集电极电流IC从0.56mA变为1.14mA，二者变化量之比为晶体管的电流放大作用CompanyLogo交流:直流:一般情况下，同一只晶体管的比略小，但二者很接近。工程中统一用表示，即或晶体管的电流

7、放大作用CompanyLogo晶体管的工作状态1.放大状态晶体管处于放大状态的条件是发射结正偏，集电结反偏。如图4-9所示为NPN型晶体管放大状态电流、电压示意图。此时晶体管的集电极电流IC受基极电流IB的控制，具有电流放大作用，管内各极间电流关系为：IE=IC+IB电位值分布:VC>VB>VECompanyLogo2.饱和状态晶体管处于饱和状态的条件是发射结正偏，集电结也正偏。如图4-10所示为