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上次课内容： 1 、单相整流电路及其特点和适用场合 2 、滤波分类及其适用场合、实用举例

上次课内容： 1 、单相整流电路及其特点和适用场合 2 、滤波分类及其适用场合、实用举例 3 、稳压二极管稳压电路的工作原理及限流电阻的取值原则 4 、 二极管一章重点 ： ⑴半导体的三大特性 ⑵二极管的单向导电性 ⑶稳压二极管电路限流电阻的取值 ⑷二极管的测试方法. 模块二 三极管及其基本放大电路. 任务：认识三极管并能简单测试. 问题 1 、三极管的结构有什么特点？ 2 、三极管有什么主要性能？ 3 、三极管为什么具有放大性能？ 4 、除了放大功能，三极管还有什么功能？ 5 、要使三极管安全工作，应注意哪些事项？. 双极型晶体三极管. C.

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上次课内容： 1 、单相整流电路及其特点和适用场合 2 、滤波分类及其适用场合、实用举例

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Presentation Transcript

  1. 上次课内容： 1、单相整流电路及其特点和适用场合 2、滤波分类及其适用场合、实用举例 3、稳压二极管稳压电路的工作原理及限流电阻的取值原则 4、二极管一章重点： ⑴半导体的三大特性 ⑵二极管的单向导电性 ⑶稳压二极管电路限流电阻的取值 ⑷二极管的测试方法 • 模块二 • 三极管及其基本放大电路

  2. 任务：认识三极管并能简单测试 • 问题 • 1、三极管的结构有什么特点？ • 2、三极管有什么主要性能？ • 3、三极管为什么具有放大性能？ • 4、除了放大功能，三极管还有什么功能？ • 5、要使三极管安全工作，应注意哪些事项？

  3. 双极型晶体三极管 C 集电极 P N N P B P N 基极 E 发射极 一、基本结构 C 集电极 NPN型 PNP型 B 基极 E 发射极

  4. C 集电极 C N N P P B B N N 基极 E E 发射极 集电极 集电结：面积较大 基区：较薄，掺杂浓度低 基极 发射区：掺杂浓度较高 集电结 发射极 发射结

  5. C C IC IC B B IB IB IE IE E E 符号 NPN型三极管 PNP型三极管 三极管的结构特点：基区特别薄，发射区掺杂浓度特别高，集电结面积特别大。

  6. IC IB mA A EC V RB VCE VBE V EB 二、电流分配和放大原理 （一）实验测试方法

  7. 结论: 1. IE=IC+IB 3. IB=0时, IC=ICEO（穿透电流） 4.要使晶体三极管处于放大状态,发射结必须正偏,集电结必须反偏。

  8. C 基区空穴向发射区的扩散可忽略。 N B P IBE N E IE 进入基区的电子少部分与基区的空穴复合，形成复合电流IBE，多数扩散到集电结。 （二） 电流放大原理* EC 发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。 RB EB

  9. IC=ICE+ICBOICE C 集电结反偏，集电区少子漂移形成的反向电流ICBO。 ICE ICBO N B EC P IBE N RB E IE EB 从发射区扩散来的电子作为基区的少子，漂移进入集电结而被收集，形成ICE。

  10. IC=ICE+ICBOICE C ICE ICBO N B EC P IBE IB N RB E IE EB IB=IBE-ICBOIBE

  11. ICE与IBE之比称为电流放大倍数 无数次试验发现：漂移到集电区的电子数（或其变化量）与在基区复合的电子数（或其变化量）总成比例，即ICE与IBE之比为一常数，称作电流放大倍数。

  12. 三、特性曲线 （一）输入特性 UCE =0.5V UCE=0V IB(A) UCE 1V 80 60 工作压降： 硅管UBE0.6~0.7V,锗管UBE0.2~0.3V。 40 死区电压，硅管约0.5V，锗管约0.1V。 20 UBE(V) 0.4 0.8

  13. 100A 4 80A 3 60A 2 40A 1 20A IB=0 3 12 VCE(V) 6 9 （二）输出特性 当VCE大于一定的数值时，IC只与IB有关：IC=IB。 IC(mA ) 此区域满足IC=IB，称为线性区（放大区）。

  14. 100A 4 80A 3 60A 2 40A 1 20A IB=0 3 12 VCE(V) 6 9 此区域中VCEVBE,集电结正偏，集电极电流不再受基极电流的控制，VCE0.3V，称为饱和区。 IC(mA )

  15. 100A 4 80A 3 60A 2 40A 1 20A IB=0 3 12 VCE(V) 6 9 IC(mA ) 此区域中 : IB=0,IC=ICEO,VBE< 死区电压，称为截止区。

  16. 输出特性三个区域的特点: • 放大区：发射结正偏，集电结反偏。 • IC=IB , 且 IC=IB (2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。 即：VCEVBE，IB>IC，VCE0.3V (3) 截止区：VBE< 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO0 注意：结------PN结； 极------电极； 集------收集！！！

  17. 1. 电流放大倍数和 四、主要参数 三极管发射极是输入输出的公共点，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： 工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的交流信号。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：

  18. 因为直流电流放大倍数与交流电流放大倍数非常接近，一般作近似处理： = 例：VCE=6V的前提下：IB = 40 A时 IC =1.5 mA； IB = 60 A时IC =2.3mA，则

  19. ICBO A 2.集-基极反向截止电流ICBO ICBO是集电结反偏时，由少子的漂移形成的反向电流，受温度的变化影响较大。

  20.  IBE ICBO IBE 3. 穿透电流ICEO ICEO= IBE+ICBO=（ 1+ ）ICBO 集电结反偏有ICBO C ICEO受温度影响大，当温度上升时，ICEO增加很快，则IC也相应增加。三极管的温度特性较差。 N B P N 根据放大关系，由于IBE的存在，必有电流IBE。 E ICBO进入N区，形成IBE。

  21. 4.集电极最大电流ICM 集电极电流IC上升会导致三极管的值下降，当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM。 5.集-射极反向击穿电压 当集---射极之间的电压VCE超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压V(BR)CEO。

  22. IC ICM VCE V(BR)CEO 6. 集电极最大允许耗散功率PCM 安全工作区 • 集电极电流IC • 流过三极管， • 所发生的功率 为： ICVCE=PCM PC =ICVCE • 必定导致结温 • 上升，所以PC • 有限制。 PCPCM

  23. 五、三极管的测试与应用

  24. 1、利用指针式万用表R×1k档或R×100Ω档判别三极管的极性1、利用指针式万用表R×1k档或R×100Ω档判别三极管的极性 • 2、利用指针式万用表R×1k档估测三极管的穿透电流 • 3、利用指针式万用表R×1k档估测三极管的电流放大倍数

  25. 双极型晶体三极管基础知识小结 1.三极管工作时，有两种载流子参与导电，称为双极型晶体管。 2.三极管是一种电流控制型的器件，改变基极电流就可以控制集电极电流。 3.三极管的特性可用输入特性曲线和输出特性曲线来描述。 4.三极管有三个工作区：饱和区、放大区和截止区。

  26. 例：有两个晶体管分别接在放大电路中,测得它们的管脚电位如下表所示:试判断管子类型。例：有两个晶体管分别接在放大电路中,测得它们的管脚电位如下表所示:试判断管子类型。 解：因为三极管处于放大状态，所以

  27. 场效应管----单极型晶体三极管* N沟道 增强型 P沟道 绝缘栅场效应管 N沟道 耗尽型 场效应管 P沟道 N沟道 结型场效应管 P沟道 三极管是电流控制元件，多数载流子和少数载流子(热稳定性较差)都参与运行，所以被称为双极型器件。 场效应管是电压控制元件,只有多子参与导电，输入阻抗高，热稳定性好。

  28. G S D D N N G P S 一、 绝缘栅场效应管（MOS管） （一）结构和电路符号 金属铝 两个N区 SiO2绝缘层 P型基底 导电沟道 N沟道增强型

  29. G S D D N N G P S N 沟道耗尽型 预埋了导电沟道

  30. G G S D S D D D P P P P G G N N S S P 沟道增强型 P 沟道耗尽型 预埋了导电沟道

  31. UDS UGS ID=0 S D G N N D-S 间相当于两个反接的PN结 P （二）MOS管的工作原理 以N 沟道增强型为例 UGS=0时 对应截止区

  32. UDS UGS S D G N N P UGS足够大时（UGS>UT）将P区少子电子聚集到P区表面，形成导电沟道，如果此时加有漏源电压，就可以形成漏极电流id。 UGS>0时 感应出电子 UT称为阈值电压（开启电压）

  33. UDS UGS S D G N N P UGS较小时，导电沟道相当于电阻将D-S连接起来，UGS越大此电阻越小。

  34. （三）增强型N沟道MOS管的特性曲线 转移特性曲线 输出特性曲线 iD=f(uGS)uDS=常数 UT（VT）

  35. 一个重要参数——跨导gm gm=iD/uGSuDS=const gm的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。 在转移特性曲线上， gm为曲线的斜率。 在输出特性曲线上也可求出gm。

  36. N沟道增强型MOS管的基本特性 uGS＜ UT，管子截止 uGS＞UT，管子导通 uGS越大，沟道越宽，在相同的漏源电压uDS作用下，漏极电流ID越大

  37. ID ID UGS>0 UGS=0 UGS<0 UGS 0 U DS 0 VT （四）耗尽型N沟道MOS管的特性曲线 耗尽型的MOS管UGS=0时就有导电沟道，加反向电压才能夹断。 转移特性曲线 输出特性曲线

  38. N沟道耗尽型MOS管的特点 当uGS=0时，就有沟道，加入uDS，就有iD。 当uGS＞0时，沟道增宽，iD进一步增加。 当uGS＜0时，沟道变窄，iD减小。

  39. 二、结型场效应管（J-FET）

  40. 与双极型晶体管的比较 • 1、只有多子参与导电，受温度影响较小（热稳定性较好），抗辐射能力较强。 • 2、结型场效应管工作时PN结必须反偏、MOS管则由于栅极被绝缘，故场效应管的输入阻抗大大高于三极管。 • 3、集成度高。 • 4、使用注意事项。

  41. 本次课内容 三极管的结构、分类 三极管的电流分配、电流放大作用 三极管的三种工作状态及各自特点 三极管的伏安特性、主要参数及安全工作区域 用指针式万用表对三极管极性、穿透电流、电流放大倍数等进行的估测 单极型晶体三极管及其特点 双极型晶体管与单极型晶体管的比较

  42. 作业： P.59. 2-1 2-2 2-3 2-16 三极管的简易测试小结

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