电子技术应用课程：

B区多子（空穴）到E区
形成发射 极电流IE
IE是由扩散运 动形成的
2 电子在基区中的扩散与复合， 形成基极电流IB
E区电子到基区B后，有两种运动 扩散IEC 复合IEB
同时基区中的电子被EB拉走形成 IB
IEB=IB时 达到动 态平衡
形成稳定的基极电流IB
IB是由复合运动形成的
3 集电极收集电子，形成 集电极电流IC
R
6
3
ui
uR uD
D
3V uo
0
uo /V
2
t
3
0
2
t
–6
例3：下图中，已知VA=3V， VB=0V， DA 、DB为 锗管(导通压降0.3V )，求输出端Y的电位, 并说明二 极管的作用。
解： DA优先导通，则
A
DA
VY=3–0.3=2.7V
B
Y
DB
R
DA导通后, DB因反偏而截止, 起隔离作用, DA起钳位作用, 将Y端的电位钳制在+2.7V。
集电结反偏
阻碍C区中的多子 （自由电子）扩散， 同时收集E区扩散过 来的电子
有助于少子的漂移运动， 有反向饱和电流ICBO
形成集电极电流IC
为了反映扩散到集电区的电流ICE与基区复合电流IBE之间的比 例关系，定义共发射极直流电流放大系数 为
IC IB
IE IB IC
2907A PNP双极性 晶体管
+4
空穴能导电
空穴导电的 实质是共价 键中的束缚 电子依次填 补空穴形成 电流。
+4
+4
+4
价电子填补空穴 空穴移动方向
电子移动方向
+4
+4
+4
本征半导体的导电能力 取决于载流子的浓度。
外电场方向
9.1.2 N半导体和P型半导体
在本征半导体中掺入某些微量的杂质，就会 使半导体的导电性能发生显著变化。其原因是掺 杂半导体的某种载流子浓度大大增加。
ICM
热为：
安全工作区
ICUCE=PCM
PC =ICUCE
• 必定导致结温
上升，所以PC 有限制。
PCPCM 集-射极反向击穿电压U(BR)CEO
UCE
3.集-基极反向截止电流ICBO ICBO是集电结反偏由少子的漂移形成的反向 电流，受温度的变化影响大。
ICBO
A
4.
集-射极反向截止电流ICEO
导通压降:
I / mA
导通压降: 硅管0.6~0.7V
I / mA 锗管0.2~0.3V
反向特性 600
400
正向特性
6
4
正向特性
200 –100 –50
2
– 80 – 40
0 0.4 0.8 U / V
– 0.1
–0.1 0 0.4 0.8 U / V
–0.2
反向击 穿特性
– 0.2 死区电压
反向特性
ICEO受温度影响很大，三 极管的温度特性较差。
绝缘栅型场效应晶体管
• 场效应管是利用电场效应来控制半导体中的载流子，使流过 半导体内的电流大小随电场强弱的改变而变化的电压控制电 流的放大器件。其英文名称为：Metal Oxide Semiconductor Filed Effect Transistor，缩写为 MOSFET
§9.1 半导体的导电特性
依照导电性能，可以把材料分为导体、绝缘体和半导体。
导体有良好的导电能力，常见的有铜、铝等金属材料； 绝缘体基本上不能导电，常见的有玻璃、陶瓷等材料； 半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，常见的有硅(Si)
、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)等材料。
半导体具有不同于其它物质的特点。例如：
子，补充被复 合的空穴，形
成 IB
IB
RB
IE
VBB
电子流向电源正极形成 IC
N 集电区收集电子
电子在基区 扩散与复合
P
发射区向基区
N
扩散电子
电源负极向发射 区补充电子形成
发射极电流IE
VCC RC
1 发射区向基区扩散电子， 形成发射极电流IE。
发射结正偏
扩散强
穿过发射结的电 流主要是电子流
E区多子（自由电子）到B区
IC=8I0B。A
称为线性 区（放大 2
60A
区）。
40A
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
UCE=0
IC(mA )
4
此区域中UCE10U0BAE,集
3
电 为饱结和正区偏。，8I0B>IAC，称
60A
2
40A
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
IC(mA ) 4 此区域中 : IB=0,U3BE< 死区电 压，称为截止区。 发射结2反偏
二极管的单向导电性：
PN结正向偏置，近似短路，有0.2～0.6的压降
PN结反向偏置，处于高阻状态，类似断路
稳压管的反向稳压性：
作业：P264-266 9.2.4(a)(b)、 9.2.6、9.3.3、
9.4 半导体三极管
9.4.1 半导体三极管的结构
BE
发射区：掺
杂浓度较高
N+
P型硅
N型硅
基区：较薄， 掺杂浓度低
电子技术课程：
模拟电子技术：以放大电路分析为主，重在分析电路 的外部特性，例如放大倍数，输入输 出阻抗等
数字电子技术： 以门电路和触发器为基本，重在分 析组合逻辑电路和时序逻辑电路的 功能
学习方法：抓住电路的宏观特征
第9章 二极管和晶体管
9.1 半导体的导电特性 9.2 二极管 9.3 稳压二极管 9.4 晶体管
–12V
§ 9.3 稳压二极管
稳压二极管是利用PN结反向击穿后具有稳压特性制 作的二极管，其除了可以构成限幅电路之外，主要用
I
于稳压电路。
-
稳压二极管的参数:
（1）稳定电压 UZ
UZ
（2）动态电阻
r UZ
Z
I Z
+ U IZ
曲线越陡，动 态电阻愈小， 电压越稳定。
UZ
IZm
（3）. 最大稳定电流 IZmax
例：设 DZ1 的 稳 定 电 压 为 6 V，DZ2 的 稳 定 电 压 为 12 V， 设 稳 压 管 的 正 向 压 降 为 0.7 V，则 输 出 电 压UO 等 于 （ ）。 (a) 18V (b) 6.7V (c) 30V (d) 12.7V
2k
+
D
+ 30V
Z1
U
O
-
DZ2
-
小结：
二、PN结的单向导电性 1. PN 结正向偏置
PN 结加正向电压、正向偏置： P 区加正、N 区加负电压
空间电荷区变窄
P区
N区
_
I
内电场方向
R
内电场被削弱，多子
E
的扩散加强能够形成
较大的扩散电流。
2. 外加反向电压
外电场驱使多空数间载电流荷子区的两扩侧散的运空动穴难和于自进由行电子移走
空间电荷区变宽
（1）发射结正向偏置；
（2）集电结反向偏置。 对于NPN型三极管应满足:
UBE > 0 UBC < 0 即 VC > VB > VE
RB
RC IC IB B C
UCE E
UBE
EC
对于PNP型三极管应满足: EB
UEB > 0 UCB < 0 即 VC < VB < VE
三极管的电流控制原理
IC
EB正极拉走电
正离子
多数载流子
在N型半导中,电子是多数载流子, 空穴是少数载流子。
2. P型半导体
+4
在硅或锗的晶体中 掺入少量的三价元 素, 形成P 型半导体
+4
P 型半导体中的载流子是: 1、自由电子。
少数载流子
+4
2、空穴。
多数载流子
+4
+4
硼负原离子子
+43
+4
填补空位
空穴
+4
+4
P 型半导体结构示意图
三极管的发射极是输入输出的公共点，称为共 射接法，相应地还有共基、共集接法。
共射直流电流放大倍数：
___


IC
IB
基极电流的变化量为IB，相应的集电极电流
变化为IC，则交流电流放大倍数为：


IC IB
___

2. 集电极最大允许功耗PCM
• 集电极电流IC
集电极最大电流 IC
流过三极管， 所发出的焦耳
N 型半导体：自由电子浓度大大增加的杂质半导体。
P 型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体。
1 . N 型半导体
在硅或锗的晶体中
+4
掺入少量五价元素
N 型半导体中的载流子:
1、自由电子。
+4
多数载流子
2、空穴。 少数载流子
+4
+4
+4
正磷原离子子
++54
+4
多余价电子
自由电子
+4
+4
N 型半导体结构示意图 少数载流子
• 场效应管是的外型与晶体管（三极管）相似，但它除了具有 三极管的一切优点以外，还具有如下特点：

基本上不需要信号源提供电流