半导体三极管R解析
1.3 半导体三极管R1解析
【 】
内容 回顾
1.由于扩散运动形成空间电荷区和内电场; 2.内电场阻碍多子扩散，有利于少子漂移; 3.当扩散电流等于漂移电流时，达到动态平 衡，形成PN结。 二、PN结具有单向导电性： PN结加正向电压时导通， PN结加反向 电压时截止。
1.2 半导体二极管
二极管的符号：
IR=(UI-UZ)/R=18mA
IDZ = IR- IL =6mA
∵ IZmin < IDZ < IZmax ∴ UO=6V
【例2】已知稳压管的UZ=6V, 最小电流IZmin=5mA, 最大电流IZmax=25mA。 （1）分别计算UI为10V、20V、35V时输出UO的值。 （2）若UI为35V时,负载开路，则会出现什么现象？
】 【
内容 回顾
I U
一、伏安特性
开启电压: 硅管0.5V,锗管0.1V。
导通电压:
硅管0.6~0.8V, 锗管0.1~0.3V。
二、二极管的等效电路
【 】
内容 回顾
三、二极管的应用: 二极管整流、限幅
五、 稳压二极管及应用 1. 稳压管的工作原理
稳压管的符号
2. 稳压管的主要参数
①稳定电压UZ
晶体管的放大作用: 小的基极电流可以控 制大的集电极电流
共射放大电路
一、晶体管内部载流子的运动
1. 发射结加正向电压， 扩散运动形成发射极 电流IE 2. 扩散到基区的自由 电子与空穴的复合运 动形成基极电流IB 3.集电结加反向电压， 漂移运动形成集电极 电流IC IB
IC
Uo’
∵ UO ′ <UZ ∴ 稳压管不工作，UO=3.33V
【例2】已知稳压管的UZ=6V, 最小电流IZmin=5mA, 最大电流IZmax=25mA。 （1）分别计算UI为10V、20V、35V时输出UO的值。 （2）若UI为35V时负载开路，则会出现什么现象？ 解：假设稳压管不工作 UI为20V时 UO ′=RL/(RL+R) UI =6.7V ∵ UO ′>UZ 稳压管工作 IL=UZ/RL=12mA
半导体三极管R解析
2. 输出特性 4
iCfuC |EIB常数
IC(mA ) 100A
80A
3
此区域(截止区) IB=0, IC=ICEO≈0,
UBE< 开启电压
60A
2 40A
1
20A
IB=0
3
6
9
12
UCE(V)
IC(mA ) 4
此区域满足IC=IB称为线3 性区（放大区）
UBE>0 UCE>UBE
2
1
发射结正偏，集电3 结反偏。 6
【
PNP型
iB
iC
iE
发射极箭头的方向 为射极电流的方向
】 内容回顾
注意：NPN型与PNP型三极管符号的区别
1.3.2 晶体管的电流放大作用 晶体管工作在放大状态的外部条件:
发射结: 正向偏置 集电结: 反向偏置
晶体管的放大作用: 小的基极电流可以控制大的集电极电流
iB N iC
P N
共射放大电路
通常认为： ，
iC i B U CE
iC
i E U CB
3. 特征频率fT ： 使β的数值下降到1的信号频率。 三、极限参数 1. 最大集电极耗散功率PCM 2. 最大集电极集电极电流ICM
3. 极间反向击穿电压
1.3.5 温度对晶体管特性及参数的影响 一、温度对ICBO的影响 温度升高时， ICBO增大。
输出特性三个区域的特点:
(1) 放大区：发射结正偏，集电结反偏。
电流关系： IC=IB , 且 IC = IB
电压关系：
（NPN)
（PNP）
UCUBUE UEUBUC
(2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。
三极管的工作原理
一¨川广————————————————』鼍黪蓬鎏三极管的工作原理三极管是最重要的电子器件。
如果没有三极管的发明，就没有今天的电子电路技术和微电子技术。
美国科学家巴丁制作成功世界上第一只半导体三极管．他因此而获得若贝尔奖。
三极管最重要的特性之一，是可以以小电流控制大电流，使信号放大成为可能。
如何实现信号放大并加以利用，这正是模拟电子技术需要研究的核心内容。
一、三极管内部结构及特点在普通三极管的外形如图１（ａ），其内部结构如图１（ｂ）所示．可以简要地把它归纳为。
两结三区三极”。
“两结”是发射结和集电结，“三区”是发射区、基区、集电区。
三极”是从三区分别引出的三个电极，即发射极、基极和集电极。
ＥＢＣＩａ）发射结集电结圈１三极管由两个ＰＮ结组成，但要注意，它们是一体的。
而不是独立的。
用两个二极管无论如何不可能组成一个三极管。
三极管的制作过程大体是这样的：在厚度极薄（微米级）的Ｐ型半导体基片的两侧，掺入大量的５价元素，形成两个Ｎ型区，因此出现了两个同体且彼此十分靠近的ＰＮ结。
这就是发射结和集电结。
这两个ＰＮ结将三极管分成三个区域。
通常把它们称作发射区、基区、集电区。
从这三个区引出三个电极。
就是发射极、基极和集电极。
分别用字母Ｅ、Ｂ、Ｃ来表示。
三极管结构中最主要的特点是：基区非常薄．使发射结和集电结靠的非常近；基区掺杂量极少，所以内部的载流子（空穴）数量也极少；发射区掺杂量很大。
所以内部载流子（电子）数量非常多；集电结的面积要比发射结大得多。
正是这几个特点。
三极管才具备了控制电流的功能。
成为最重要的电子器件。
二、三极管分类１．以制作材料分，根据制作的半导体材料不同．可以分为硅三极管和锗三极管。
２．以结构极性分，在制造中，如果基片是Ｐ型半导体．则两侧制作形成Ｎ型区．它的极性是ＮＰＮ；当然基片也可以是Ｎ型半导体，那么两侧制作形成Ｐ型区。
它的极性就是ＰＮＰ。
ＰＮＰ型三极管和ＮＰＮ型三极管在工作原理上是相同的，但内部流动的主体载流子极性是不同的。
三极管工作原理及详解
三极管工作原理及详解三极管是一种半导体器件，也被称为双极型晶体管。
它是由三个不同掺杂的半导体材料（P型、N型和P型）构成的。
三极管主要有三个区域，分别是发射区（Emitter）、基极区（Base）和集电区（Collector）。
三极管的工作原理是基于PN结和两个PN结之间的正偏压。
在三极管中，发射区被正向偏置，基极区与发射区之间的PN结是正向偏置的，而基极区与集电区之间的PN结是反向偏置的。
在正向偏置下，发射区和基极之间形成强烈的电子流。
三极管的工作原理可以通过以下过程来解释：1.关闭状态：当没有外部电压时，三极管处于关闭状态。
这时，发射区和基极之间的PN结是反向偏置的，导致电子无法通过这个结。
同时，基极区和集电区之间的PN结也是反向偏置的，阻止电流通过结。
2.开通状态：当在发射区和基极之间施加一定的正偏压时，发射区与基极之间的PN结将变得导电。
这时，电子从N区进入P区，然后重新组合成空穴进入基极区。
由于基极区非常薄，电子容易通过这个区域，这导致电子流从发射区进入基极区。
3.放大状态：在开通状态下，当电子进入基极区时，它们在基极区中会重新复合成空穴。
然而，由于基极区非常薄，复合的速度非常慢。
因此，大部分电子通过基极区，进入集电区而没有复合。
这样，发射区的电子流被放大，从而实现电流的放大功能。
总结起来，三极管的工作原理可以归结为以下三个步骤：1）施加正向偏压，使发射区和基极之间的PN结导电；2）电子从发射区进入基极区；3）电子在基极区中重新组合成空穴，并通过集电区。
除了电流放大功能之外，三极管还有其他重要的应用。
例如，它可以用于开关电路、放大电路和振荡电路。
在开关电路中，三极管可以用来控制开关的打开和关闭。
在放大电路中，三极管可以利用小信号输入来放大电流或电压。
在振荡电路中，三极管可以通过反馈来产生振荡信号。
总而言之，三极管是一种基本的半导体器件，其工作原理基于PN结和正向偏压的使用。
通过电子的流动和复合，三极管可以实现电流的放大和控制，从而为电子器件带来许多应用。
欧姆定律及二极管,三极管,MOST管知识讲解
雪崩二极管具有高耐压和高速 开关特性，常用于高电压和高
频率的电路。
二极管的特性
单向导电性
01
二极管具有单向导电性，即电流只能在一个方向上通过二极管。
正向导通性
02
当二极管正向连接时，电流可以通过二极管，呈现低阻抗状态。
反向截止性
03
当二极管反向连接时，电流无法通过二极管，呈现高阻抗状态。
02
与三极管相比，MOST管具有更 快的开关速度和更高的工作频率 ，同时具有更低的噪声和更高的 集成度。
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集成度高
MOST管具有较大的输出电流和电压，能够 高效地驱动电路和负载，减小功耗和提高 系统性能。
MOST管可以与其他半导体器件集成在同一 芯片上，实现高集成度的电路设计。
most管的应用
通信系统
MOST管适用于高速通信系统，如光纤通信、卫星通信和移动通 信等，能够实现高速信号的传输和处理。
数字电路
大信号条件
在大信号条件下，欧姆定 律可能不适用，因为电路 可能进入饱和或截止状态。
02
二极管
二极管的种类
硅二极管
硅二极管是最常见的二极管类 型，具有稳定性高、可靠性好
的特点。
锗二极管
锗二极管具有较低的门槛电压 ，适用于低电压的电路。
肖特基二极管
肖特基二极管具有高速开关特 性和低功耗的特点，常用于高 频电路。
的电流。
开关特性
三极管在一定条件下，可作为一个 开关使用，即饱和与截止状态。
放大特性
三极管可以作为一个小型的放大器， 将微弱的电信号放大成较强的信号。
三极管的应用
音频放大
利用三极管的放大特性，将音频信号放大后 输出。
三极管知识及极性判别方法
三极管知识及极性判别方法一晶体三极管的结构和类型晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。
三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，从三个区引出相应的电极，分别为基极b发射极e和集电极c。
发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。
基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区''发射''的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里；NPN型三极管发射区''发射''的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。
发射极箭头向外。
发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。
硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。
二三极管的封装形式和管脚识别常用三极管的封装形式有金属封装和塑料封装两大类，引脚的排列方式具有一定的规律，底视图位置放置，使三个引脚构成等腰三角形的顶点上，从左向右依次为e b c；对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己，三个引脚朝下放置，则从左到右依次为e b c。
目前，国内各种类型的晶体三极管有许多种，管脚的排列不尽相同，在使用中不确定管脚排列的三极管，必须进行测量确定各管脚正确的位置，或查找晶体管使用手册，明确三极管的特性及相应的技术参数和资料。
三晶体三极管的电流放大作用晶体三极管具有电流放大作用，其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。
这是三极管最基本的和最重要的特性。
我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数，用符号“β”表示。
电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值，但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。
四晶体三极管的三种工作状态截止状态：当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称三极管处于截止状态。
第03章-半导体三极管及放大电路基础
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放大电路的动态图解分析
（1）交流负载线 1.从B点通过输出特性曲线上的Q点做一条直线，
其斜率为-1/R'L 。 2.R'L= RL∥Rc，
是交流负载电阻。
3.交流负载线是有 交流 输入信号时Q 点的运动轨迹。
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三极管电流分配
半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压。 在放大工作状态： 发射结加正向电压，集电结加反向电压。
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三极的工作原理
发射结加正偏时，从发射区将
有大量的电子向基区扩散，形成
的电流为IEN。 从基区向发射区也有空穴的扩
散运动，但其数量小，形成的电
流为IEP。（这是因为发射区的掺杂浓
Av Vo /Vi
A I / I
i
oi
Ap Po / Pi Vo Io /Vi Ii
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(2) 输入电阻 Ri
输入电阻是表明放大电路从信号源 吸取电流大小的参数，Ri大放大电路 从信号源吸取的电流小，反之则大。
Ri
Vi Ii
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(3) 输出电阻Ro
输出电阻是表明放大电路带负载的能力，
Ro大表明放大电路带负载的能力差，反之则强。
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双极型三极管的参数
参数 型号
PCM
I CM
mW mA
3AX31D 125 125
3BX31C 125 125
3CG101C 100 30
3DG123C 500 50
3DD101D 5A
5A
3DK100B 100 30
3DKG23 250W 30A
用指针式万用表判断半导体三极管的极性和类型
用指针式万用表判断半导体三极管的极性和类型
1、先选量程：R﹡100或R﹡1K档位。
2、判别半导体三极管基极：
用万用表黑表笔固定三极管的某一个电极，红表笔分别接半导体三极管另外两各电极，观察指针偏转，若两次的测量阻值都大或是都小，则改脚所接就是基极（两次阻值都小的为NPN型管，两次阻值都大的为PNP型管），若两次测量阻值一大一小，则用黑笔重新固定半导体三极管一个引脚极继续测量，直到找到基极。
3、判别半导体三极管的c极和e极：
确定基极后，对于NPN管，用万用表两表笔接三极管另外两极，交替测量两次，若两次测量的结果不相等，则其中测得阻值较小得一次黑笔接的是e极，红笔接得是c极（若是PNP型管则黑红表笔所接得电极相反）。
4、判别半导体三极管的类型：
如果已知某个半导体三极管的基极，可以用红表笔接基极，黑表笔分别测量其另外两个电极引脚，如果测得的电阻值很大，则该三极管是NPN型半导体三极管，如果测量的电阻值都很小，则该三极管是PNP 型半导体三极管。
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UI为10V时
Uo’
UO ′=RL/(RL+R) UI =3.33V
∵ UO ′ <UZ ∴ 稳压管不工作，UO=3.33V
【例2】已知稳压管的UZ=6V, 最小电流IZmin=5mA, 最大电流IZmax=25mA。 （1）分别计算UI为10V、20V、35V时输出UO的值。 （2）若UI为35V时负载开路，则会出现什么现象？ 解：假设稳压管不工作 UI为20V时 UO ′=RL/(RL+R) UI =6.7V
∵ UO ′>UZ 稳压管工作
IR=(UI-UZ)/R=18mA IL=UZ/RL=12mA IDZ = IR- IL =6mA ∵ IZmin < IDZ < IZmax
∴ UO=6V
【例2】已知稳压管的UZ=6V, 最小电流IZmin=5mA, 最大电流IZmax=25mA。 （1）分别计算UI为10V、20V、35V时输出UO的值。 （2）若UI为35V时,负载开路，则会出现什么现象？
共射放大电路
一、晶体管内部载流子的运动
IC
1. 发射结加正向电压， 扩散运动形成发射极 电流IE
2. 扩散到基区的自由
IB
电子与空穴的复合运
动形成基极电流IB
3.集电结加反向电压， 漂移运动形成集电极 电流IC
注意：NPN型与PNP型三极管 符号的区别
三极管的结构特点: 集电极 c
2、基区很薄且掺
杂浓度很低 b
3、集电结的
P
面积很大
N
基极
P
1、发射区的
e 掺杂浓度最高
发射极
1.3.2 晶体管的电流放大作用
晶体管工作在放大 状态的外部条件:
发射结: 正向偏置 集电结: 反向偏置
iB N iC
P N
晶体管的放大作用: 小的基极电流可以控 制大的集电极电流
5V
15V 5.7V 10.7V 1.4V
0.7V
§1.3
几种常见外形
双极型晶体管
晶体管的结构
1.3.1 晶体管的结构和类型
发射区 基区 集电极
发射结 b
基极
集电结
发射极箭头的方向
为射极电流的方向
集电极
c
PNP型
NPN型
b
基极
P N
iB
iC
iB
iC
P e
iE
iE
发射极
UI为35V时,同理可求出 UO =6 V
UI为35V时负载开路 UO ′>UZ
假设稳压管工作 IR=(UI-UZ)/R=29mA IDZ = IR- IL =29mA
∵ IDZ > IZmax ∴稳压管将因功耗过大而损坏
【例3】两只稳压管的稳压值分别为5V和10V，正向 导通电压为0.7V，将它们串联或者并联，可能得到几 种电压值？
2. 稳压管的主要参数
①稳定电压UZ
UZ是指击穿后在电流为规定值时，管子两端的电压值。
②稳压电流IZ
IZ是稳压二极管正常工作时的参考电流。工作电流小
于此值时，稳压二极管将失去稳压作用。
③额定功耗PZM
PZM 等于稳定电压UZ与最大稳定电流IZM （或 IZmax ）
的乘积。
3. 稳压管的稳压条件 必须工作在反向击穿状态；
1.2 半导体二极管
二极管的符号：
一、伏安特性
开启电压: 硅管0.5V,锗管0.1V。 导通电压: 硅管0.6~0.8V, 锗管0.1~0.3V。
【 】 内容 回顾 I
U
二、二极管的等效电路
【 】 内容 回顾
三、二极管的应用: 二极管整流、限幅
五、 稳压二极管及应用 1. 稳压管的工作原理
稳压管的符号
流过稳压管的电流在IZ和IZM之间 。
稳压管正向工作时和二极管的特性完全相同。
注意！
4. 稳压管的应用 【例1】典型应用电路：
RL 为负载电阻，R 限流电阻, 当UI变化时， 由于稳压管的作用，输出UO不变。
【例2】已知稳压管的UZ=6V, 最小电流 IZmin=5mA, 最大电流IZmax=25mA。 （1）分别计算UI为10V、15V、35V时输出UO的
值。
（2）若UI为35V时负载开路，则会出现什么现象？
首解先题假思设路稳压管不工作（开路），求出其两端电 压，是否满足稳压条件①；然后假设稳压管工作 （稳压），看其是否满足稳压条件②。
【例2】已知稳压管的UZ=6V, 最小电流IZmin=5mA, 最大电流IZmax=25mA。 （1）分别计算UI为10V、20V、35V时输出UO的值。 （2）若UI为35V时负载开路，则会出现什么现象？