穿透电流的形成
双极型晶体管介绍
晶体管的极限参数
双极型晶体管（Bipolar Transistor）
由两个背靠背PN结构成的具有电流放大作用的晶体三极管。起源于1948年发明的点接触晶体三极管，50年代初发展成结型三极管即现在所称的双极型晶体管。双极型晶体管有两种基本结构：PNP型和NPN型。在这3层半导体中，中间一层称基区，外侧两层分别称发射区和集电区。当基区注入少量电流时，在发射区和集电区之间就会形成较大的电流，这就是晶体管的放大效应。双极型晶体管是一种电流控制器件，电子和空穴同时参与导电。同场效应晶体管相比，双极型晶体管开关速度快，但输入阻抗小，功耗大。双极型晶体管体积小、重量轻、耗电少、寿命长、可靠性高，已广泛用于广播、电视、通信、雷达、计算机、自控装置、电子仪器、家用电器等领域，起放大、振荡、开关等作用。
BVceo---基极开路，CE结击穿电压
BVebo---集电极开路EB结击穿电压
BVces---基极与发射极短路CE结击穿电压
BV cer---基极与发射极串接一电阻，CE结击穿电压
D---占空比
fT---特征频率
fmax---最高振荡频率。当三极管功率增益等于1时的工作频率
hFE---入阻抗
hOE---共发射极静态输出电导
h RE---共发射极静态电压反馈系数
hie---共发射极小信号短路输入阻抗
hre---共发射极小信号开路电压反馈系数
hfe---共发射极小信号短路电压放大系数
hoe---共发射极小信号开路输出导纳
IB---基极直流电流或交流电流的平均值
双极型晶体管极限参数
★最大集电极耗散功率如图所示。
★最大集电极电流:使b下降到正常值的１／２～２／３时的集电极电流称之为集电极最大允许电流。
江苏省专转本《电子信息综合》知识考点汇总(适合2024-2026年)
考点1电路的基本概念1.电路：若干电气设备或器件按照一定方式组合起来，构成电流的通路。
2.电路功能：一是实现电能的传输、分配和转换；二是实现信号的传递与处理。
3.电流的方向：正电荷运动的方向江苏省专转本专业综合基础理论课《电子信息综合基础理论》黄金考点汇编。
电压的方向：高电位指向低电位。
4.参考方向：(1)分析电路前应选定电压电流的参考方向，并标在图中；(2)参考方向一经选定，在计算过程中不得任意改变。
参考方向是列写方程式的需要，是待求值的假定方向而不是真实方向，因此不必追求它们的物理实质是否合理。
(3)电阻（或阻抗）一般选取关联参考方向，独立源上一般选取非关联参考方向。
(4)参考方向也称为假定正方向，以后讨论均在参考方向下进行，实际方向由计算结果确定。
(5)在分析、计算电路的过程中，出现“正、负”、“加、减”及“相同、相反”这几个名词概念时，切不可把它们混为一谈。
考点2基尔霍夫定律1.支路：电路中流过同一电流的几个元件串联的分支。
（m）2.结点：三条或三条以上支路的汇集点（连接点）。
（n）3.回路：由支路构成的、电路中的任意闭合路径。
(l）4.网孔：指不包含任何支路的单一回路。
网孔是回路，回路不一定是网孔。
平面电路的每个网眼都是一个网孔。
5.结点电流定律（KCL）基尔霍夫电流定律（KCL）是用来确定联接在同一结点上的各支路电流之间的关系。
根据电流连续性原理，电荷在任何一点均不能堆积(包括结点)。
故有：任一瞬间，流向某一节点电流的代数和恒等于零。
数学表达式为：∑i =0（任意波形的电流）∑I =0（直流电路中电流）出入的另一种形式：可得i i =∑ KCL KCL 推广应用在任一瞬间通过任一封闭面的电流的代数和也恒等于零。
6.回路电压定律（KVL）基尔霍夫电压定律（KVL）是用来确定回路中各段电压之间关系的电路定律。
根据电位的单值性原理，绕回路一周，电位升高的数值必定等于电位降低的数值。
故有：任一瞬间，沿任一回路参考绕行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。
三极管的工作原理
三极管的工作原理对三极管放大作用的理解，切记一点：能量不会无缘无故的产生，所以，三极管一定不会产生能量。
但三极管厉害的地方在于：它可以通过小电流去控制大电流。
放大的原理就在于：通过小的交流输入，控制大的静态直流。
假设三极管是个大坝，这个大坝奇怪的地方是，有两个阀门，一个大阀门，一个小阀门。
小阀门可以用人力打开，大阀门很重，人力是打不开的，只能通过小阀门的水力打开。
所以，平常的工作流程便是，每当放水的时候，人们就打开小阀门，很小的水流涓涓流出，这涓涓细流冲击大阀门的开关，大阀门随之打开，汹涌的江水滔滔流下。
如果不停地改变小阀门开启的大小，那么大阀门也相应地不停改变，假若能严格地按比例改变，那么，完美的控制就完成了。
在这里，Ube就是小水流，Uce就是大水流，人就是输入信号。
当然，如果把水流比为电流的话，会更确切，因为三极管毕竟是一个电流控制元件。
如果某一天，天气很旱，江水没有了，也就是大的水流那边是空的。
管理员这时候打开了小阀门，尽管小阀门还是一如既往地冲击大阀门，并使之开启，但因为没有水流的存在，所以，并没有水流出来。
这就是三极管中的截止区。
饱和区是一样的，因为此时江水达到了很大很大的程度，管理员开的阀门大小已经没用了。
如果不开阀门江水就自己冲开了，这就是二极管的击穿。
在模拟电路中，一般阀门是半开的，通过控制其开启大小来决定输出水流的大小。
没有信号的时候，水流也会流，所以，不工作的时候，也会有功耗。
而在数字电路中，阀门则处于开或是关两个状态。
当不工作的时候，阀门是完全关闭的，没有功耗。
结构与操作原理三极管的基本结构是两个反向连结的pn接面，如图1所示，可有pnp和npn 两种组合。
三个接出来的端点依序称为射极（emitter, E）、基极（base, B）和集极（collector, C），名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。
图中也显示出npn与pnp三极管的电路符号，射极特别被标出，箭号所指的极为n型半导体，和二极体的符号一致。
三极管的电流放大原理
三极管的电流放大原理2007-09-03 16:07晶体三极管（以下简称三极管）按材料分有两种：储管和硅管。
而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和PNP两种三极管，两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。
图一:晶体三极管（NPN）的结构图一是NPN管的结构图，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，从图可见发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的 PN 结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极c。
当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。
在制造三极管时，有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的，同时基区做得很薄，而且，要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正确，发射区的多数载流子（电子）极基区的多数载流子（控穴）很容易地截越过发射结构互相向反方各扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本上是电子流，这股电子流称为发射极电流Ie。
由于基区很薄,加上集电结的反偏，注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电集电流Ic，只剩下很少（1-10%）的电子在基区的空穴进行复合，被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补纪念给，从而形成了基极电流Ibo根据电流连续性原理得： Ie=Ib+Ic 这就是说，在基极补充一个很小的Ib，就可以在集电极上得到一个较大的Ic，这就是所谓电流放大作用，Ic与Ib是维持一定的比例关系，即：β1=Ic/Ib 式中：β--称为直流放大倍数，集电极电流的变化量△Ic 与基极电流的变化量△Ib之比为：β= △Ic/△Ib 式中β--称为交流电流放大倍数，由于低频时β1和β的数值相差不大，所以有时为了方便起见，对两者不作严格区分，β值约为几十至一百多。
电磁感应加热的原理
电磁感应加热的原理电磁感应加热是一种通过电磁感应产生热量的加热方式。
它利用电磁场与导体之间的相互作用，将电能转化为热能。
电磁感应加热有着广泛的应用，包括感应炉、感应加热炉以及电磁加热炉等。
一、电磁感应加热的基本原理电磁感应加热的基本原理是利用法拉第电磁感应定律。
根据该定律，当导体中有电流通过时，会在导体周围产生一个磁场。
而当导体处于外加磁场中，导体内部会产生感应电流。
这个过程中，会引起导体内部的电子和离子的碰撞，从而产生热量。
二、电磁感应加热的工作原理电磁感应加热通常通过感应线圈和工件组成。
感应线圈是供电磁场的发生器，而工件则是被加热物体。
当感应线圈通电时，会在感应线圈周围产生一个交变磁场。
这个磁场会穿透工件，使得工件内部产生感应电流。
感应电流会在工件内部形成一个封闭的回路。
由于感应电流是由磁场引起的，在电流流动的过程中会受到磁场的阻尼作用。
这种阻尼作用会导致感应电流内部的电子和离子发生碰撞，产生热量。
三、电磁感应加热的特点1. 快速加热：电磁感应加热可以迅速将能量传递到被加热物体中，使得加热速度非常快。
2. 高效率：由于电磁感应加热直接将电能转化为热能，因此其能量利用率很高，不会产生热能的浪费。
3. 温度均匀：电磁感应加热可以实现对被加热物体的均匀加热，避免了传统加热方式中的温度不均匀的问题。
4. 环保节能：电磁感应加热不需要燃料燃烧，不会产生烟尘和有害气体，减少了对环境的污染，具有较好的环保性能。
四、电磁感应加热的应用领域电磁感应加热具有广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：1. 金属加热：电磁感应加热可以用于金属材料的加热和熔化，常见的应用如感应炉、感应加热炉等。
2. 医疗领域：电磁感应加热可以用于医疗器械的消毒和治疗，如高频刀、磁热疗等。
3. 食品加热：电磁感应加热可以用于食品的加热和烹饪，如电磁炉、电磁热水壶等。
4. 材料处理：电磁感应加热可以用于材料的烧结、热处理和表面涂覆等。
五、电磁感应加热的发展随着科技的不断发展，电磁感应加热技术也在不断地完善和创新。
2023年模拟电子技术基础问题
2023年模拟电子技术基础问题【2023年模拟电子技术基础问题一】1、交流负反馈放大电路的的四种基本组态？答：交流负反馈有四种组态,即电压串联、电压并联、电流串联和电流并联,有时也称为交流负反馈的四种方式。
2、放大电路中引入电流串联负反馈后，将对性能产生什么样的影响？答：对电压增益有削弱作用、提高其增益稳定性、降低失真、提高输入电阻、提高输出电阻等。
3、放大电路中引入电压串联负反馈后，将对性能产生什么样的影响？答：对电压增益有削弱作用、能提高其增益稳定性、降低失真、降低输入电阻、降低输出电阻等。
4、放大电路中引入电流并联负反馈后，将对性能产生什么样的影响？答：对电压增益有削弱作用、能提高其增益稳定性、降低失真、降低输入电阻、提高低输出电阻等。
5、放大电路中引入电压并联负反馈后，将对性能产生什么样的影响？答：对电压增益有削弱作用、能提高其增益稳定性、降低失真、降低输入电阻、降低低输出电阻等。
6、什么是深度负反馈？在深度负反馈条件下，如何估算放大倍数？答：在反馈放大器中，如中？1，则，满足这种条件的放大器叫深度负反馈放大器，此时的放大器的闭环增益已经完全由反馈系数决定。
7、负反馈愈深愈好吗？什么是自激振荡？什么样的反馈放大电路容易产生自激振荡？如何消除自激振荡？答：不是。
当负反馈放大电路的闭环增益中 =0，则，说明电路在输入量为0时就有输出，称电路产生了自激振荡。
当信号频率进入低频或高频段时，由于附加相移的产生，负反馈放大电路容易产生自激振荡。
要消除自激振荡，就必须破坏产生振荡的条件，改变AF的频率特性，使。
8、放大电路中只能引入负反馈吗？放大电路引入正反馈能改善性能吗？答：不是。
能，如自举电路，在引入负反馈的同时，引入合适的正反馈，以提高输入电阻。
9、电压跟随器是一种什么组态的放大器？它能对输入的电压信号放大吗？答：电压跟随器是一种电压串联放大器。
它不能对输入的电压信号放大。
10、电压跟随器是属于什么类型的反馈放大器？答：电压跟随器是一种电压串联反馈放大器。
量子力学—隧道效应2021优秀文档
m
O
a
x
图4.1 宽度为a的无限深势阱 中的粒子
???
U0
x
x
m
隧道
I
II
III
O
a
x
图4.2 宽度为a的非无限深势阱 中的粒子
其解为
（4.1） （4.2） （4.3） （4.4）
（4.5） （4.6）
20/50
U0
（a）
（b）
图4.3 粒子的(a)波函数及(b)概率密度分布曲线
薛定谔 猫？
薛 定 谔
Schrodinger
把一只猫放进一个封闭的盒子里，然后
把这个盒子连接到一个包含一个放射性原子 核和一个装有有毒气体的容器的实验装置。 设想这个放射性原子核在一个小时内有50% 的可能性发生衰变。如果发生衰变，它将会 发射出一个粒子，而发射出的这个粒子将会 触发这个实验装置，打开装有毒气的容器， 从而杀死这只猫。薛定谔说：按照量子力学 的解释，箱中之猫处于“死－活叠加态”— —既死了又活着！要等到打开箱子看猫一眼
国普林斯顿。
1 mV2 ＝ h－A
2
一个电子只能吸收一个光子的能量，只有光子能 量大于逸出功时，才能产生光电效应，使电子逸 出金属表面。肯定吗？
0
V
金属
飞秒激光的双光子效应
一个电子可以吸收两个或多个（能量小于逸出功 的）光子的能量，产生光电效应，使电子逸出金 属表面，或产生其他的物理变化。
V
<0
形象图解
势垒
☺ ☺
粒子可能穿透势垒
一定概率
25/50
4.2 隧道电流
m E
U0
一个质量为m、动能为E的粒子穿透高度U0、宽 度a的势垒的概率P：
汽车中常用的半导体器件
② 集电极和发射极的判别
2．三极管好坏的判断
对于PNP管，放大状态的条件是基极b的电位比发射极e的电位低0.3V 以上。如图（b）所示。
3． 饱和
在放大状态，三极管ce之间的电流是随着基极b的电流增大而增大的 。但是，当三极管的基极电流增加到一定值时，再增大正向偏压，加大基 极电流，ce之间的电流维持在一个最大值而不再增大了，这种状态称为三 极管的饱和状态。在饱和状态，三极管ce之间电位差很小，几乎为零，相 当于一个开关的两端闭合。在分析汽车电路中，如果遇到三极管饱和的状 态，可认为c、e电位相等。
2．二极管的焊接
二极管的焊接与电子元件焊接类似，但要求焊接时间短。要有协助 散热措施等（如吹风）。
操作：用电烙铁将汽车交流发电机整流板上的二极管拆下，检测后 再焊接上。
二极管在汽车上的应用
1．二极管的整流电路
将交流电变成直流电的过程叫做整流。在汽车交流发电机中，就是利用 二极管组成的整流板将发电机发出的三相交流电整流为直流电。为了适应汽 车发电机的需要，专门制作了用于汽车的整流二极管，它们分为正极管和负 极管。如图1所示。
1 2
2．三极管的基本参数
（1）电流放大倍数β
三极管在有输入信号的情况下，输出信号的电流变化与输入信号的电流 变化之比，称为电流放大倍数，也就是一般简称的三极管放大倍数。电流放 大倍数决定了三极管的基本放大能力。
（2）穿透电流ICEO
当基极b开路时，集电极c、发射极e之间加上一定电压时，ce之间并不 是没有电流流过，只是流过的电流很小，称为穿透电流I 。三极管的穿透电 流越小，管子的质量越好。
特殊二极管及其在汽车上的应用
除了普通二极管外，还有专供特殊用途的二极管，如稳压管、发光二 极管和光电二极管等。
晶体管和场效应管工作原理详解
IC
RC UCE USC
晶体管的静态工作点Q位
于哪个区？
RB
USB
USB =2V时：
U SB U BE 2 0.7 IB 0.019mA RB 70 I C I B 50 0.019mA 0.95mA
IC< ICmax (=2mA) ， Q位于放大区。
1放大区 e结为正偏，c结为反偏的工作区域为放大区。在 放大区有以下两个特点： (1)基极电流iB对集电极电流iC有很强的控制作用， 即iB有很小的变化量ΔIB时， iC 就会有很大的变 化量ΔIC。为此，用共发射极交流电流放大系数β 来表示这种控制能力。β定义为 I C u CE 常数 I B 反映在特性曲线上，为两条不同IB曲线的间隔。
由于 , 都是反映晶体管基区扩散与 复合的比例关系，只是选取的参考量不同，所以 两者之间必有内在联系。由 , 的定义可 得
I CN I CN IE IB I E I CN IE IE 1 I CN I CN I BN IE I BN I CN I BN I BN 1
2.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。
ICBO A
3. 集-射极反向截止电流ICEO
集电结反 偏有ICBO C
ICEO= IBE+ICBO ICEO受温度影响
很大，当温度上 升时，ICEO增加 很快，所以IC也 相应增加。三极 管的温度特性较 差。
IC I B I E (1 ) I B
为了反映扩散到集电区的电流ICN与射极注入电流IEN的比 例关系，定义共基极直流电流放大系数 为
雷电流在电缆上的传播过程分析
雷电流在电缆上的传播过程分析雷电流在电缆上的传播过程是指当雷电打到电缆上时，电流在电缆内的传输和传播的过程。
本文将从电缆的结构、雷电的特点以及电缆对雷电流的响应等方面进行分析。
电缆是一种用于传输电能或信号的装置，由导体、绝缘体和保护层等组成。
导体通常由金属制成，比如铜、铝等。
绝缘体的作用是将导体与外壳隔离开来，防止漏电或短路。
保护层则用于保护电缆不受外界环境的影响，比如防水、防火等。
当雷电打到电缆上时，电流会通过导体传导，电场会穿透绝缘体，而电热效应会使得电缆加热。
雷电是由大气中的电荷不平衡所产生的放电现象。
雷电通常具有较大的电流和较短的持续时间，导致电能的瞬间释放。
雷电产生的电流通常在几百安培到几千安培之间，瞬间电压可达数千千伏。
当雷电击中电缆时，电流会在导体内传输。
由于金属导体的导电性较好，电流能够快速地传播到电缆的其他部分。
电流在传输过程中会遇到阻抗匹配的问题。
由于电缆内部的电阻和电感等因素，电流传输过程中会存在一定的阻抗，这种阻抗会导致电压的降低和电流的分布。
电缆内的导体和绝缘体之间的电场也会影响电流的传输过程。
电场会沿着绝缘体传输，并且在电缆周围形成电磁波。
电缆对雷电流的响应主要有两个方面，一个是导体的热效应，另一个是电缆本身的电阻和电感。
导体的热效应是指当电流通过导体时，由于导体的电阻会产生热量。
这种热效应会导致电缆加热，甚至引起火灾。
对于雷电流较大的情况，电缆的导体需要具备一定的导热和散热能力，以避免导体温度过高而造成损坏。
电缆的电阻和电感是指电缆内部导体和绝缘体之间的电场和电磁波的相互作用。
电阻会导致电流的分布不均匀，电感会导致电流的延迟。
这两种因素都会影响电缆对雷电流的响应。
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→穿透电流Iceo是怎么形成的呢？我们可以用图10进行解
释。图中，
基极开路，集电极于发射极之间接入了电源Ec，电源电压
分别降落在集电结与发射结上。根据电源的极性，集电结获
得的是反向电压，发射结获得的是正向电压，集电结的电阻
很大，发射结的电阻很小，所以Ec的大部分降落在集电结
上，引起集电极反向电流Icbo，小部分降落在发射结上，促
使发射区向基区注入电子。这种情况如同把Ec拆成两组电
池，分别加在e、b和b、c之间，又如图中所示一样（注意，
基极与外电路仍然是断开的，图中从基极引出的虚线只是为
了用来说明两个PN结所承受的电压）此时，发射区的电子
注入基区，形成电流I'e，在基区输运的过程中，一部分电子
与基区的空穴复合，形成基极电流I'b 。由于基极是断开的，
基区中被复合掉的空穴只能依靠从集电极漂移过来的相应
数量的空穴来补充，这就决定了基区复合电流I'b 在数值上
必须与集电极反向电流Icbo相等，以保持电流的连续性。
根据晶体管的电流分配关系，输运到集电区的电子，总是保
持一定的比例，即I'b=βI'cbo,集电极电流Ic 则由I'c与Icbo
汇合而成，即：
Ic=I'c+Icbo=βI'cbo+Icbo=(β+1)Icbo
发射极电流Ie与Ic 相等。综合上面谈到的，在基极开路时，
由提个反向电流从集电极穿透到发射极，这就是穿透电流
Iceo。