第一常用半导体器件精品精品文档
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常用半导体器件
图1.5 P型半导体旳共价键构造
多数载流子（多子）参加导电，杂质原子成 为不可移动旳离子，半导体呈现电中性。
多子旳浓度与掺杂浓度有关，受温度影响很 小；
少数载流子（少子）是因本征激发产生，因 而其浓度与掺杂无关，对温度非常敏感，影响 半导体旳性能.
三、PN结及其单向导电性
1. PN结旳形成 PN结合 多子浓度差 多子扩散 产生空间 电荷区，形成内电场 阻止多子扩散， 促使少子漂移。
四 、半导体二极管旳应用
1、一般二极管
利用二极管旳单向导电性，可实现整流、限 幅及电平选择等功能。
（1）整流电路
利用单向导电性能旳整流元件，将正负交替 变化旳正弦交流电压变换成单方向旳脉动直流 电压。
在电压正半周（设a端为正，b端为负时为正 半周）电流通路如图(a)中实线箭头所示；电压 旳负半周，电流通路如图(b)中虚线箭头所示。 经过RL旳电流iL以及RL上旳电压uL旳波形如图 1.25所示。iL、uL都是单方向旳全波脉动波形。
图1.6 载流子分布浓度差引起扩散运动
扩散运动：多数载流子因浓度上旳差别而形 成旳运动。
漂移运动：少数载流子在内电场作用下有规 则旳运动。
漂移运动和扩散
运动旳方向相反。
无外加电场时，经过
PN结旳扩散电流等
于漂移电流，PN结
旳宽度处于稳定状态。
图1.7 PN结旳形成
2. PN结旳单向导电性
（1）PN结外加正电压
一 、三极管旳构造及符号
1.三极管旳基本构造
三极管旳构造特点： （1）基区做得很薄，
且掺杂浓度低； （2）发射区杂质浓度很高； （3）集电区面积较大.
NPN
PNP
图1.29 三极管构造与符号
2.三极管旳分类
多数载流子（多子）参加导电，杂质原子成 为不可移动旳离子，半导体呈现电中性。
多子旳浓度与掺杂浓度有关，受温度影响很 小；
少数载流子（少子）是因本征激发产生，因 而其浓度与掺杂无关，对温度非常敏感，影响 半导体旳性能.
三、PN结及其单向导电性
1. PN结旳形成 PN结合 多子浓度差 多子扩散 产生空间 电荷区，形成内电场 阻止多子扩散， 促使少子漂移。
四 、半导体二极管旳应用
1、一般二极管
利用二极管旳单向导电性，可实现整流、限 幅及电平选择等功能。
（1）整流电路
利用单向导电性能旳整流元件，将正负交替 变化旳正弦交流电压变换成单方向旳脉动直流 电压。
在电压正半周（设a端为正，b端为负时为正 半周）电流通路如图(a)中实线箭头所示；电压 旳负半周，电流通路如图(b)中虚线箭头所示。 经过RL旳电流iL以及RL上旳电压uL旳波形如图 1.25所示。iL、uL都是单方向旳全波脉动波形。
图1.6 载流子分布浓度差引起扩散运动
扩散运动：多数载流子因浓度上旳差别而形 成旳运动。
漂移运动：少数载流子在内电场作用下有规 则旳运动。
漂移运动和扩散
运动旳方向相反。
无外加电场时，经过
PN结旳扩散电流等
于漂移电流，PN结
旳宽度处于稳定状态。
图1.7 PN结旳形成
2. PN结旳单向导电性
（1）PN结外加正电压
一 、三极管旳构造及符号
1.三极管旳基本构造
三极管旳构造特点： （1）基区做得很薄，
且掺杂浓度低； （2）发射区杂质浓度很高； （3）集电区面积较大.
NPN
PNP
图1.29 三极管构造与符号
2.三极管旳分类
《常用半导体器件》课件
反向击穿电压：二极管在反向电压作用下， 能够承受的最大电压
开关速度：二极管从正向导通到反向截止 的时间
反向漏电流：二极管在反向电压作用下， 流过二极管的电流
噪声系数：二极管在信号传输过程中产生 的噪声大小
晶体管的特性参数与性能指标
输出电阻：ro，表示晶体管 输出端的电阻
频率特性：fT，表示晶体管 能够工作的最高频率
使用注意事项：在使用二极 管时，需要注意二极管的极 性，避免接反导致电路损坏
散热问题：在使用二极管时， 需要注意二极管的散热问题， 避免过热导致电路损坏
晶体管的选用与使用注意事项
晶体管类型：根据电路需求选择合适的晶体管类型，如NPN、PNP、 MOSFET等。
工作频率：选择工作频率满足电路需求的晶体管，避免频率过高导致晶 体管损坏。
06
半导体器件的选用与使 用注意事项
二极管的选用与使用注意事项
选用原则：根据电路要求选 择合适的二极管类型和参数
正向导通电压：选择二极 管时，需要考虑正向导通 电压与电路电压的匹配
反向耐压：选择二极管时， 需要考虑反向耐压与电路电 压的匹配
反向漏电流：选择二极管时， 需要考虑反向漏电流与电路 要求的匹配
稳定性： 指集成电 路在正常 工作状态 下的稳定 性能
集成电路 的封装形 式：包括 DIP、 QFP、 BGA等
集成电路 的应用领 域：包括 消费电子、 通信、汽 车电子等
场效应管的特性参数与性能指标
栅极电压：控制场效应管的导通和关断 漏极电流：场效应管的输出电流 输入阻抗：场效应管的输入阻抗高，可以减少信号损失 输出阻抗：场效应管的输出阻抗低，可以减少信号损失 开关速度：场效应管的开关速度快，可以减少信号损失 功耗：场效应管的功耗低，可以减少能源消耗
常用半导体器件介绍
极
基极和发射极之间 的PN结称为发射
结
基极和集电极之间 的PN结称为集电
结
发射结和集电结之 间的区域称为基区
基区非常薄，通常 只有几微米
三极管内部电流的 流动方向与PN结 的导电方向有关
三极管具有放大作 用，可以将小信号
放大成大信号
三极管的特性
01 电流放大：三极管具有电流放大作用，可以 将微弱的输入信号放大为较大的输出信号。
半导体器件可以分为两类：主动器 件和被动器件。主动器件如晶体管、 集成电路等，可以控制电流的流动； 被动器件如电阻、电容、电感等， 主要用来传输和存储信号。
半导体器件的性能和可靠性对电 子设备的性能和可靠性具有重要 影响。
半导体器件的分类
双极型晶体管（BJT）： 场效应晶体管（FET）：
如PNP、NPN等
事等
光电器件的发 展趋势是高速、 低功耗、集成
化
光电器件的分类
光电导器件：利用光电效应工作的器件，如光敏 二极管、光敏三极管等。
光电发射器件：利用外光电效应工作的器件，如 光电管、光电倍增管等。
光敏电阻：利用光敏电阻的光电导效应工作的器 件，如光敏电阻、光敏电容等。
光敏晶体管：利用光敏晶体管的光电导效应工作 的器件，如光敏晶体管、光敏场效应晶体管等。
01
由一个PN结组成
03
PN结具有单向导电性
02
P型半导体和N型半导体相 互接触形成PN结
04
电流只能从P型半导体流向N 型半导体，不能反向流动
二极管的特性
01
单向导电性：二极 管只允许电流从一 个方向通过，具有 单向导电性。
02
整流作用：二极管 可以将交流电转换 为直流电，具有整 流作用。
基极和发射极之间 的PN结称为发射
结
基极和集电极之间 的PN结称为集电
结
发射结和集电结之 间的区域称为基区
基区非常薄，通常 只有几微米
三极管内部电流的 流动方向与PN结 的导电方向有关
三极管具有放大作 用，可以将小信号
放大成大信号
三极管的特性
01 电流放大：三极管具有电流放大作用，可以 将微弱的输入信号放大为较大的输出信号。
半导体器件可以分为两类：主动器 件和被动器件。主动器件如晶体管、 集成电路等，可以控制电流的流动； 被动器件如电阻、电容、电感等， 主要用来传输和存储信号。
半导体器件的性能和可靠性对电 子设备的性能和可靠性具有重要 影响。
半导体器件的分类
双极型晶体管（BJT）： 场效应晶体管（FET）：
如PNP、NPN等
事等
光电器件的发 展趋势是高速、 低功耗、集成
化
光电器件的分类
光电导器件：利用光电效应工作的器件，如光敏 二极管、光敏三极管等。
光电发射器件：利用外光电效应工作的器件，如 光电管、光电倍增管等。
光敏电阻：利用光敏电阻的光电导效应工作的器 件，如光敏电阻、光敏电容等。
光敏晶体管：利用光敏晶体管的光电导效应工作 的器件，如光敏晶体管、光敏场效应晶体管等。
01
由一个PN结组成
03
PN结具有单向导电性
02
P型半导体和N型半导体相 互接触形成PN结
04
电流只能从P型半导体流向N 型半导体，不能反向流动
二极管的特性
01
单向导电性：二极 管只允许电流从一 个方向通过，具有 单向导电性。
02
整流作用：二极管 可以将交流电转换 为直流电，具有整 流作用。
精品文档-模拟电子技术(江晓安)(第三版)-第1章
第一章 半导体器件
图 1 – 5 P型半导体的共价键结构
第一章 半导体器件
1.２ＰＮ 结
1.2.1 异型半导体接触现象 在Ｐ型和Ｎ型半导体的交界面两侧, 由于电子和空穴的
浓度相差悬殊, 因而将产生扩散运动。 电子由Ｎ区向Ｐ区扩 散； 空穴由Ｐ区向Ｎ区扩散。 由于它们均是带电粒子(离 子), 因而电子由Ｎ区向Ｐ区扩散的同时, 在交界面Ｎ区剩下 不能移动(不参与导电)的带正电的杂质离子； 空穴由Ｐ区向 Ｎ区扩散的同时, 在交界面Ｐ区剩下不能移动(不参与导电) 的带负电的杂质离子, 于是形成了空间电荷区。 在Ｐ区和Ｎ 区的交界处形成了电场(称为自建场)。 在此电场 作用下, 载流子将作漂移运, 其运动方向正好与扩散运动方 向相反, 阻止扩散运动。 电荷扩散得越多, 电场越强, 因而 漂移运动越强, 对扩散的阻力越大。 当达到平衡时, 扩散运 动的作用与漂移运动的作用相等, 通过界面的载流子总数为 ０, 即ＰＮ结的电流为０。 此时在ＰＮ区交界处形成一个缺 少载流子的高阻区, 我们称为阻挡层(又称为耗尽层)。 上述 过程如图１－６(ａ)、 (ｂ)所示。
所谓“齐纳”击穿, 是指当ＰＮ结两边掺入高浓度的杂 质时, 其阻挡层宽度很小, 即使外加反向电压不太高(一般为 几伏), 在ＰＮ结内就可形成很强的电场(可达2×106 V/cm), 将共价键的价电子直接拉出来, 产生电子-空穴对, 使反向电 流急剧增加, 出现击穿现象。
第一章 半导体器件
对硅材料的ＰＮ结, 击穿电压ＵＢ大于７V时通常是 雪崩击穿, 小于４V时通常是齐纳击穿；ＵＢ在４V和７V之间 时两种击穿均有。由于击穿破坏了ＰＮ结的单向导电特性, 因而一般使用时应避免出现击穿现象。
CT
dQ dU
S W
第一章 半导体器件
常用半导体器件-13页word资料
《模拟电子技术基础》（教案与讲稿）任课教师：谭华院系：桂林电子科技大学信息科技学院电子工程系授课班级：2019电子信息专业本科1、2班授课时间：2009年9月21日------2009年12月23日每周学时：4学时授课教材：《模拟电子技术基础》（第4版）清华大学电子学教研组童诗白华成英主编高教出版社 2009第一章常用半导体器件本章内容简介半导体二极管是由一个PN结构成的半导体器件,在电子电路有广泛的应用。
本章在简要地介绍半导体的基本知识后，主要讨论了半导体器件的核心环节——PN 结。
在此基础上，还将介绍半导体二极管的结构、工作原理,特性曲线、主要参数以及二极管基本电路及其分析方法与应用。
最后对齐纳二极管、变容二极管和光电子器件的特性与应用也给予简要的介绍。
（一）主要内容:✧半导体的基本知识✧PN结的形成及特点，半导体二极管的结构、特性、参数、模型及应用电路（二）基本要求:✧了解半导体材料的基本结构及PN结的形成✧掌握PN结的单向导电工作原理✧了解二极管（包括稳压管）的V-I特性及主要性能指标（三）教学要点：✧从半导体材料的基本结构及PN结的形成入手，重点介绍PN结的单向导电工作原理、✧二极管的V-I特性及主要性能指标1.1 半导体的基本知识1.1.1 半导体材料根据物体导电能力(电阻率)的不同，来划分导体、绝缘体和半导体。
导电性能介于导体与绝缘体之间材料，我们称之为半导体。
在电子器件中，常用的半导体材料有：元素半导体，如硅（Si）、锗（Ge）等；化合物半导体，如砷化镓（GaAs）等；以及掺杂或制成其它化合物半导体材料，如硼（B）、磷（P）、锢（In）和锑（Sb）等。
其中硅是最常用的一种半导体材料。
半导体有以下特点：1．半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间2．半导体受外界光和热的刺激时，其导电能力将会有显著变化。
3．在纯净半导体中，加入微量的杂质，其导电能力会急剧增强。
1.1.2 半导体的共价键结构在电子器件中，用得最多的半导体材料是硅和锗，它们的简化原子模型如下所示。
第1章 常用半导体器件 91页
P IF 外电场
＋
＋N ＋
内电场
E
R
2024年10月8日星期二
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11
② 外加反向电压（也叫反向偏置）
第1章 常用半导体器件
外加电场与内电场方向相同，增强了内电场，多子扩散难
以进行，少子在电场作用下形成反向电流I，因为是少子漂移 运动产生的，I很小，这时称PN结处于截止状态。
空间电荷区
变宽
P 区 空间电荷区 N 区
5）最高工作频率fm：主要取决于PN结结电容的大小。
2024年10月8日星期二
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18
1.1.3 稳压管及其它类型二极管
第1章 常用半导体器件
稳压管是一种用特殊工艺制造的半导体二极管，稳压管 的稳定电压就是反向击穿电压。稳压管的稳压作用在于： 电流增量很大，只引起很小的电压变化。
阳极
阴极
(b)
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。
Vo
Vi
V
o
(b)
解 当Vｉ＝＋20V，V１反向击穿稳压VＺ１＝6.3V，V２ 正向导通，VＤ２＝０.7V，则VＤ＝６.３＋０.７＝7V；
同理Vｉ＝-20V，VO＝-7V。
2024年10月8日星期二
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22
第1章 常用半导体器件
光电二极管——远红外线接收管,太阳能光电池
反向电流随光照强度的增加而上升。 I U
＋＋＋
＋＋ ＋
P
＋＋＋ N
＋＋＋
＋＋ ＋ ＋＋ ＋
内电场
外电场 I
E
R
硕
硕
内电场方向 PN 结及其内电场
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12
1.1.2 半导体二极管
常用半导体器件PPT文档共71页
常用半导体器件
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
常用半导体器件
外电场与内电场的 方向相反，空间电荷 区变窄，内电场被削 弱，多子扩散得到加 强，少子漂移将被削 弱，扩散电流大大超 过漂移电流，最后形 成较大的正向电流。
§1-1．半导体基础知识
2）PN结外加反向电压时 处于截止状态
外电场与内电场方向一致，空间电 荷区变宽内电场增强，不利于多子 的扩散，有利于少子的漂移。在电 路中形成了基于少子漂移的反向电 流。由于少子数量很少，因此反向 电流很小。
2）载流子
电场作用
自由电子
定向运动
形成电子电流
电场作用
空穴
填补空穴的价电子作定向运动
形成空穴电流
两种载流子：带负电荷的自由电子 电场 电子电流 极性相反 电流方向同
带正电荷的空穴
空穴电流 运动方向相反
§1-1．半导体基础知识
4.本征半导体中载流子的浓度 复合：运动中的电子重新被共价键束缚起来，电子空穴对消失。
又：IE=IC+IB
§1-3．双极型晶体管
3、晶体管的共射电流放大系数
1）定义： ICN IB
共射直流电流放大系数
IC IB (1 )ICBO IB ICEO
IC IB
IE (1 )IB
2）定义： iC i B
共射交流电流放大系数
容易证明：
§1-3．双极型晶体管
3）定义： ICN IE
结论：ＰＮ结具有单向导电性， 即正偏导通，反偏截止。
§1-1．半导体基础知识
3. PN结的电流方程
qu
i Is(e kT 1)
令: uT=kT/q 称温度电压当量
u
i Is(e UT 1)
T=300K时， uT=26mV
§1-1．半导体基础知识
4. PN结的伏安特性
§1-1．半导体基础知识
2）PN结外加反向电压时 处于截止状态
外电场与内电场方向一致，空间电 荷区变宽内电场增强，不利于多子 的扩散，有利于少子的漂移。在电 路中形成了基于少子漂移的反向电 流。由于少子数量很少，因此反向 电流很小。
2）载流子
电场作用
自由电子
定向运动
形成电子电流
电场作用
空穴
填补空穴的价电子作定向运动
形成空穴电流
两种载流子：带负电荷的自由电子 电场 电子电流 极性相反 电流方向同
带正电荷的空穴
空穴电流 运动方向相反
§1-1．半导体基础知识
4.本征半导体中载流子的浓度 复合：运动中的电子重新被共价键束缚起来，电子空穴对消失。
又：IE=IC+IB
§1-3．双极型晶体管
3、晶体管的共射电流放大系数
1）定义： ICN IB
共射直流电流放大系数
IC IB (1 )ICBO IB ICEO
IC IB
IE (1 )IB
2）定义： iC i B
共射交流电流放大系数
容易证明：
§1-3．双极型晶体管
3）定义： ICN IE
结论：ＰＮ结具有单向导电性， 即正偏导通，反偏截止。
§1-1．半导体基础知识
3. PN结的电流方程
qu
i Is(e kT 1)
令: uT=kT/q 称温度电压当量
u
i Is(e UT 1)
T=300K时， uT=26mV
§1-1．半导体基础知识
4. PN结的伏安特性
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这些载流子在反向偏置下可以产生漂移电 流，使反向电流显著增加。
反向电流的大小与光照强度成正比。
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三、发光二极管
发光二极管是一种将电
能转换为光能的半导体器件， 简称为LED。
VL
当LED正向导通时，由于电子与空穴的复 合而以光的形式放出能量。
发光二极管的发光颜色取决于使用的材料。
发光二极管只能工作在正向偏置状态，工 作 时电路中必须串接限流电阻。
3. 温度对 UBE 的影响
温度增加， UBE 随之减少 。
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例1：由晶体管各管脚电位判定晶体管属性
（1） A: 1V B：0. 3V C: 3V
（2 ）A: －0. 2V B: 0V C: －3V 步骤：1. 区分硅管、锗管，并确定C极（以 解： （1相）近硅两管个电、极如N的何PN电区管压分差硅为管依和据锗，管 A（2：2.U）区基BE分极硅锗N＝；管P0NB.7:、、V如 如P发／PN何 何N射UPP区 区B管极管E分 分锗；＝N三P0C个.N2: V极、集～P电N0极.P3管V） A3:（. 区基NP分极N三；：极VBAC:最. 发︱︱高射UUB，B极EE ︳︳P；N≈≈PC00..：:27集VVV((电C锗硅最极管管低）））
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例1、如图，当E＝5V时， I＝5mA，则 E=10V，I＝（ B ）
A. I＝10mA
B. I > 10mA
C. I＜10mA
D. 不确定
E
VD
I
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例2、如图，E＝5V，二极管正向压降忽略不计，
画出 uo波形。
ui /V
10
VD
ui
E
uo
5
O
ωt
ui < E VD截止
uo
uo =E
5
ui > 利E 用二VD极导管通的单向导O电性可对输出
场效应晶体管有两种: 结型场效应晶体管 绝缘栅型场效应晶体管
N沟道
耗尽型 增强型
P沟道
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一、N沟道增强型MOS管
金属铝
源极 栅极 漏极 SG D
N＋
N＋
P
B P型衬底
SiO2绝缘层 N区
D
G
B
S
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UGS＝0，ID＝0 U场GS效>应开管启是电一压种电 形压成控导制电电沟流道的器件
ID随UGS的增加而增大
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二、晶体管的电流分配和放大原理
１．放大条件 （１）内部特点决定
发射区产生大量载流子; 基区传送载流子; 集电区收集载流子。 （２）外部条件
发射结正偏，集电结反偏。
N P N V C V B V E
P N P V C V B V E
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2. 电流分配
IB
RB EB
ICf(U C E )IB衡 量
截止区
IC/
IB≈0 ， IC≈0 ，
mA
U集B电E≤结0 反发偏射。结反偏，饱和区
放大区
IB＝80μA IB＝60μA IB＝40μA IB＝20μA IB＝0
放大区
O 截止区 UCE /V
IC＝βIB 发射结正偏，集电结反偏。
饱和区
UCE≤UBE ，发射结、集电结正偏。
O
ωt
截止， uo=ui
返回
例4、二极管组成电路如图，设二极管导通电压
为0.3V，试求输出电压UF 。
－12V VD1 R +3V
解： 3V > 0> －12V
UF VD1率先导通，
0V
VD2
UF＝3V－0.3V＝2.7V
VD2截止
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第三节 特殊二极管
稳压管 光敏二极管 发光二极管
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一、稳压管
D
ID RD
mA
G S
UGS UDS V
特性曲线 漏极特性曲线
恒流区
ID/mA
UGS＝6V
可变电 阻区
O
UGS＝5V
UGS＝2V UDS /V
夹断区
返回
转移特性曲线
固定一个UDS，ID和
ID
UGS的关系曲线，称为转
移特性曲线。
在一定的漏－源电压UDS下， 使管子由不导通变为导通的临界
O
UGS（th） UGS
β 值较大，ICBO＝1μA，ICEO＝101 μA ；
β 值较小，ICEO＝41μA， ICBO＝1μA。
、 ICBO相等，但 的β 较大，故 较好。
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第五节 场效应晶体管
N沟道增强型MOS管 N沟道耗尽型MOS管 MOS管的主要参数及使用注意事项
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场效应晶体管是用输入回路的电场效应来控 制半导体中的多数载流子，使流过半导体内的电 流大小随电场强弱而变化，形成电压控制其导电 的一种半导体器件。与晶体管相比场效应晶体管 更易于集成。
PN结正偏，导通；PN结反偏，截止
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第二节 半导体二极管
半导体二极管的伏安特性 半导体二极管的主要参数
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一、半导体二极管的伏安特性
阳极 + VD 阴极 1. 正2.向反特向性特性
P区－阳极
N区－阴极
I/mA
死小区反，电向硅锗可压饱管管视和为00..电开51VV路流；很 正反向向导电通电压压过高，电
允许工作电压。
UCE < UCEO 集电极最大允许功耗PCM
ICUCE < PCM
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五、温度对晶体管的影响
1. 温度对ICEO、ICBO的影响
2.
ICEO、 ICBO 随温度上升急剧增加，温度
每升高10℃， ICBO约增加一倍。
3.
温度对锗管的影响比较大。
2. 温度对 β 的影响
温度增加， β 随之增加 。
稳压管是一种特殊的二极管，具有稳定
电压的作用。
I /mA
1. 稳压原理
反向击 穿电压
稳压管工作于反向击穿
O
U /V
区。
特点：电流变化大，电
VS
压变化小。
稳压管：1）加正向电压时等同于二极管。
2）加反向电压时使其击穿后稳压。
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2. 稳压管参数
1) 稳定电压UZ 正常工作下，稳压管两端电压。 同一型号的稳压管分散性较大。
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2. 本征半导体
纯净的、具有晶体结构的半导体称为本征 半导体。
本征半导体中的载流子
自由电子 (－)
+4
空 穴 （+）
空穴与电子成对出现并可以复合。
* 空穴的移动
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3. 杂质半导体
N型半导体
掺5价元素，如磷，自 由电子数多于空穴数， 自由电子数是多子。
P型半导体
掺3价元素，如硼，
空穴数多于自由电子 数，空穴是多子。
IC
N
P N
IE
少子的移动
发射区电子
RC
基区 EC
发射结正偏 利于发射区 发射电子
集电结反偏 利于集电区 收集电子
集电区
返回
IC IB
RB
EB
IE
RC
IEIBIC
基极电流很小的变化，
EC 将引起集电极电流一个 很大的变化。
直流放大系数 交流放大系数
IC IB
ΔIC
ΔIB
开启电压
栅源电压称为开启电压UGS(th）。
IDIDOU U GG S(Sth)
2 1
U U GS
GS(th)
IDO是UGS(th)/2时的ID值
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二、N沟道耗尽型MOS管 SG D
N型沟道
＋＋＋＋
N+
N+
P
耗尽型场效应管 在制造时导电沟
道就已形成
B
耗尽型管子的栅源电压，
D
（ NPN： VBC. > VN BP >N VE V C V B V E
PNP： VC<P UN B <P V E ）V C V B V E
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例2：有三只晶体管，分别为 锗管β＝150， ICBO＝2μA； 硅管β＝100，ICBO＝1μA； 硅管β＝40，ICEO＝41μA；试从β和温度稳定 性选择一只最佳的管子。 解： β 值大，但ICBO也大，温度稳定性较差；
2) 稳定电流 IZ 正常工作下的参考电流。 大小由限流电阻决定。
3) 动态电阻rZ rZ =△U/△I
rZ 越小，稳压效果越好。
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4) 温度系数αu 温度改变1℃，稳压值改变的百分比。 其值可正，可负。
5) 最大允许耗散功率PZM 管子不至于产生热损坏时的最大功率损耗
值叫做最大耗散功率。稳压管工作时，功耗 超过PZM ，管子将会因热击穿而损坏。
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四、晶体管主要参数
1． 放大倍数
IC
IB 2．极间反向电流
ICBO：发射极开路，基极与集电极间的反向 饱和电流，受温度影响大。
ICEO：基极开路，集电极与发射极间的穿透
电流。
IC E O (1 )IC B O
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3．极限参数
集电极最大电流ICM IC < ICM
集电极—发射极反向击穿电压UCEO 基极开路，加在集电极和发射极间的最大
内电场
外电场方向与内电场方向相反 空间电荷区(耗尽层)变薄 扩散＞漂移
导通电流很大 ,呈低阻态。 少子形成的电流，可忽略。 返回
加反向电压（反偏）P（－） N（+）
P
－－ －－
－ －
－ －
N
－－ － －
－－ － －
内电场 外电场
外电场与内电场相同 耗尽层加厚 漂移＞扩散 少子形成反向电流IR，很小，呈高阻态。
反向电流的大小与光照强度成正比。
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三、发光二极管
发光二极管是一种将电
能转换为光能的半导体器件， 简称为LED。
VL
当LED正向导通时，由于电子与空穴的复 合而以光的形式放出能量。
发光二极管的发光颜色取决于使用的材料。
发光二极管只能工作在正向偏置状态，工 作 时电路中必须串接限流电阻。
3. 温度对 UBE 的影响
温度增加， UBE 随之减少 。
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例1：由晶体管各管脚电位判定晶体管属性
（1） A: 1V B：0. 3V C: 3V
（2 ）A: －0. 2V B: 0V C: －3V 步骤：1. 区分硅管、锗管，并确定C极（以 解： （1相）近硅两管个电、极如N的何PN电区管压分差硅为管依和据锗，管 A（2：2.U）区基BE分极硅锗N＝；管P0NB.7:、、V如 如P发／PN何 何N射UPP区 区B管极管E分 分锗；＝N三P0C个.N2: V极、集～P电N0极.P3管V） A3:（. 区基NP分极N三；：极VBAC:最. 发︱︱高射UUB，B极EE ︳︳P；N≈≈PC00..：:27集VVV((电C锗硅最极管管低）））
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例1、如图，当E＝5V时， I＝5mA，则 E=10V，I＝（ B ）
A. I＝10mA
B. I > 10mA
C. I＜10mA
D. 不确定
E
VD
I
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例2、如图，E＝5V，二极管正向压降忽略不计，
画出 uo波形。
ui /V
10
VD
ui
E
uo
5
O
ωt
ui < E VD截止
uo
uo =E
5
ui > 利E 用二VD极导管通的单向导O电性可对输出
场效应晶体管有两种: 结型场效应晶体管 绝缘栅型场效应晶体管
N沟道
耗尽型 增强型
P沟道
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一、N沟道增强型MOS管
金属铝
源极 栅极 漏极 SG D
N＋
N＋
P
B P型衬底
SiO2绝缘层 N区
D
G
B
S
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UGS＝0，ID＝0 U场GS效>应开管启是电一压种电 形压成控导制电电沟流道的器件
ID随UGS的增加而增大
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二、晶体管的电流分配和放大原理
１．放大条件 （１）内部特点决定
发射区产生大量载流子; 基区传送载流子; 集电区收集载流子。 （２）外部条件
发射结正偏，集电结反偏。
N P N V C V B V E
P N P V C V B V E
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2. 电流分配
IB
RB EB
ICf(U C E )IB衡 量
截止区
IC/
IB≈0 ， IC≈0 ，
mA
U集B电E≤结0 反发偏射。结反偏，饱和区
放大区
IB＝80μA IB＝60μA IB＝40μA IB＝20μA IB＝0
放大区
O 截止区 UCE /V
IC＝βIB 发射结正偏，集电结反偏。
饱和区
UCE≤UBE ，发射结、集电结正偏。
O
ωt
截止， uo=ui
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例4、二极管组成电路如图，设二极管导通电压
为0.3V，试求输出电压UF 。
－12V VD1 R +3V
解： 3V > 0> －12V
UF VD1率先导通，
0V
VD2
UF＝3V－0.3V＝2.7V
VD2截止
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第三节 特殊二极管
稳压管 光敏二极管 发光二极管
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一、稳压管
D
ID RD
mA
G S
UGS UDS V
特性曲线 漏极特性曲线
恒流区
ID/mA
UGS＝6V
可变电 阻区
O
UGS＝5V
UGS＝2V UDS /V
夹断区
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转移特性曲线
固定一个UDS，ID和
ID
UGS的关系曲线，称为转
移特性曲线。
在一定的漏－源电压UDS下， 使管子由不导通变为导通的临界
O
UGS（th） UGS
β 值较大，ICBO＝1μA，ICEO＝101 μA ；
β 值较小，ICEO＝41μA， ICBO＝1μA。
、 ICBO相等，但 的β 较大，故 较好。
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第五节 场效应晶体管
N沟道增强型MOS管 N沟道耗尽型MOS管 MOS管的主要参数及使用注意事项
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场效应晶体管是用输入回路的电场效应来控 制半导体中的多数载流子，使流过半导体内的电 流大小随电场强弱而变化，形成电压控制其导电 的一种半导体器件。与晶体管相比场效应晶体管 更易于集成。
PN结正偏，导通；PN结反偏，截止
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第二节 半导体二极管
半导体二极管的伏安特性 半导体二极管的主要参数
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一、半导体二极管的伏安特性
阳极 + VD 阴极 1. 正2.向反特向性特性
P区－阳极
N区－阴极
I/mA
死小区反，电向硅锗可压饱管管视和为00..电开51VV路流；很 正反向向导电通电压压过高，电
允许工作电压。
UCE < UCEO 集电极最大允许功耗PCM
ICUCE < PCM
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五、温度对晶体管的影响
1. 温度对ICEO、ICBO的影响
2.
ICEO、 ICBO 随温度上升急剧增加，温度
每升高10℃， ICBO约增加一倍。
3.
温度对锗管的影响比较大。
2. 温度对 β 的影响
温度增加， β 随之增加 。
稳压管是一种特殊的二极管，具有稳定
电压的作用。
I /mA
1. 稳压原理
反向击 穿电压
稳压管工作于反向击穿
O
U /V
区。
特点：电流变化大，电
VS
压变化小。
稳压管：1）加正向电压时等同于二极管。
2）加反向电压时使其击穿后稳压。
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2. 稳压管参数
1) 稳定电压UZ 正常工作下，稳压管两端电压。 同一型号的稳压管分散性较大。
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2. 本征半导体
纯净的、具有晶体结构的半导体称为本征 半导体。
本征半导体中的载流子
自由电子 (－)
+4
空 穴 （+）
空穴与电子成对出现并可以复合。
* 空穴的移动
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3. 杂质半导体
N型半导体
掺5价元素，如磷，自 由电子数多于空穴数， 自由电子数是多子。
P型半导体
掺3价元素，如硼，
空穴数多于自由电子 数，空穴是多子。
IC
N
P N
IE
少子的移动
发射区电子
RC
基区 EC
发射结正偏 利于发射区 发射电子
集电结反偏 利于集电区 收集电子
集电区
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IC IB
RB
EB
IE
RC
IEIBIC
基极电流很小的变化，
EC 将引起集电极电流一个 很大的变化。
直流放大系数 交流放大系数
IC IB
ΔIC
ΔIB
开启电压
栅源电压称为开启电压UGS(th）。
IDIDOU U GG S(Sth)
2 1
U U GS
GS(th)
IDO是UGS(th)/2时的ID值
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二、N沟道耗尽型MOS管 SG D
N型沟道
＋＋＋＋
N+
N+
P
耗尽型场效应管 在制造时导电沟
道就已形成
B
耗尽型管子的栅源电压，
D
（ NPN： VBC. > VN BP >N VE V C V B V E
PNP： VC<P UN B <P V E ）V C V B V E
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例2：有三只晶体管，分别为 锗管β＝150， ICBO＝2μA； 硅管β＝100，ICBO＝1μA； 硅管β＝40，ICEO＝41μA；试从β和温度稳定 性选择一只最佳的管子。 解： β 值大，但ICBO也大，温度稳定性较差；
2) 稳定电流 IZ 正常工作下的参考电流。 大小由限流电阻决定。
3) 动态电阻rZ rZ =△U/△I
rZ 越小，稳压效果越好。
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4) 温度系数αu 温度改变1℃，稳压值改变的百分比。 其值可正，可负。
5) 最大允许耗散功率PZM 管子不至于产生热损坏时的最大功率损耗
值叫做最大耗散功率。稳压管工作时，功耗 超过PZM ，管子将会因热击穿而损坏。
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四、晶体管主要参数
1． 放大倍数
IC
IB 2．极间反向电流
ICBO：发射极开路，基极与集电极间的反向 饱和电流，受温度影响大。
ICEO：基极开路，集电极与发射极间的穿透
电流。
IC E O (1 )IC B O
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3．极限参数
集电极最大电流ICM IC < ICM
集电极—发射极反向击穿电压UCEO 基极开路，加在集电极和发射极间的最大
内电场
外电场方向与内电场方向相反 空间电荷区(耗尽层)变薄 扩散＞漂移
导通电流很大 ,呈低阻态。 少子形成的电流，可忽略。 返回
加反向电压（反偏）P（－） N（+）
P
－－ －－
－ －
－ －
N
－－ － －
－－ － －
内电场 外电场
外电场与内电场相同 耗尽层加厚 漂移＞扩散 少子形成反向电流IR，很小，呈高阻态。