電工電子第1章上@Leon

1、參考教材：參考教材：電子技術(shù)電子技術(shù)陳正傳陳正傳 羅會(huì)昌主編，羅會(huì)昌主編，機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 答疑安排：每周一、四晚答疑安排：每周一、四晚7：309：30。地點(diǎn)：西苑校區(qū)地點(diǎn)：西苑校區(qū)10-408， 中部中部“電工電子教研室電工電子教研室”。電子技術(shù)電子技術(shù)模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)第一節(jié)第一節(jié) PNPN結(jié)結(jié) 半導(dǎo)體是導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)。半導(dǎo)體是導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)。 例如：硅、鍺、硒以及大多數(shù)金屬氧化物和硫例如：硅、鍺、硒以及大多數(shù)金屬氧化物和硫化物都是半導(dǎo)體?；锒际前雽?dǎo)體。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力在不同的條件下有很大的差別。半導(dǎo)體的導(dǎo)

2、電能力在不同的條件下有很大的差別。共價(jià)健共價(jià)健 Si Si Si Si價(jià)電子價(jià)電子 Si Si Si Si價(jià)電子價(jià)電子這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)?？昭昭ㄗ杂呻娮幼杂呻娮?Si Si Si Sip+多多余余電電子子磷原子磷原子在常溫下即可在常溫下即可變?yōu)樽杂呻娮幼優(yōu)樽杂呻娮邮ヒ粋€(gè)失去一個(gè)電子變?yōu)殡娮幼優(yōu)檎x子正離子動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà) Si Si Si SiB硼原子硼原子空穴空穴動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà) PN結(jié)是通過(guò)特殊的半導(dǎo)體制造技術(shù)，在一塊半導(dǎo)結(jié)是通過(guò)特殊的半導(dǎo)體制造技術(shù)，在一塊半導(dǎo)體基片上摻入不同的雜質(zhì)，使其一邊為體基片上摻入不同的雜質(zhì)，使其一邊為N型半導(dǎo)體，型半導(dǎo)體，另一邊為另一邊為P型半導(dǎo)體，

3、其交界面便形成了型半導(dǎo)體，其交界面便形成了PN結(jié)結(jié)。 PN結(jié)是通過(guò)特殊的半導(dǎo)體制造技術(shù)，在一塊半導(dǎo)結(jié)是通過(guò)特殊的半導(dǎo)體制造技術(shù)，在一塊半導(dǎo)體基片上摻入不同的雜質(zhì)，使其一邊為體基片上摻入不同的雜質(zhì)，使其一邊為N型半導(dǎo)體，型半導(dǎo)體，另一邊為另一邊為P型半導(dǎo)體，其交界面便形成了型半導(dǎo)體，其交界面便形成了PN結(jié)結(jié)。+ PN 結(jié)也稱空間電荷區(qū)、或耗盡層、或內(nèi)電場(chǎng)、結(jié)也稱空間電荷區(qū)、或耗盡層、或內(nèi)電場(chǎng)、或阻擋層。或阻擋層。 多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)多子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)少子的漂移運(yùn)動(dòng)濃度差濃度差 擴(kuò)散的結(jié)果使空擴(kuò)散的結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬。間電荷區(qū)變寬。+動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)形成空間電荷區(qū)形成空間電荷區(qū)PN 結(jié)

4、變窄結(jié)變窄 P接正、接正、N接負(fù)接負(fù) 外電場(chǎng)外電場(chǎng)IF內(nèi)電場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)PN+動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)+動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)+ 內(nèi)電場(chǎng)被加內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)，少子的漂強(qiáng)，少子的漂移加強(qiáng)，由于移加強(qiáng)，由于少子數(shù)量很少，少子數(shù)量很少，形成很小的反形成很小的反向電流。向電流。IR動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)+ 二極管是最基本的電子元件，其內(nèi)部主要是二極管是最基本的電子元件，其內(nèi)部主要是一個(gè)一個(gè)PN結(jié)，加上引出的兩個(gè)電極。結(jié)，加上引出的兩個(gè)電極。陰極引線陰極引線陽(yáng)極引線陽(yáng)極引線二氧化硅保護(hù)層二氧化硅保護(hù)層P型硅型硅N型硅型硅( c ) 平面型平面型金屬觸絲金屬觸絲陽(yáng)極引線陽(yáng)極引線N型鍺片型鍺片陰極引線陰極引線外殼外殼( a ) 點(diǎn)接觸型點(diǎn)接觸型鋁合金小球鋁合金

5、小球N型硅型硅陽(yáng)極引線陽(yáng)極引線PN結(jié)結(jié)金銻合金金銻合金底座底座陰極引線陰極引線( b ) 面接觸型面接觸型陰極陰極陽(yáng)極陽(yáng)極( d ) 符號(hào)符號(hào)D反向擊穿反向擊穿電壓電壓U(BR)反向特性反向特性UIPN+PN+定性分析：定性分析：判斷二極管的工作狀態(tài)判斷二極管的工作狀態(tài)導(dǎo)通導(dǎo)通截止截止 若二極管是理想的，若二極管是理想的，例例1：D6V12V3k BAUAB+例例2:mA43122D IBD16V12V3k AD2UAB+V sin18itu t 動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà) 穩(wěn)壓二極管是一種特殊的面接觸型二極管，穩(wěn)壓二極管是一種特殊的面接觸型二極管，由于它與適當(dāng)阻值的電阻配合后能起穩(wěn)壓作由于它與適當(dāng)阻值的電阻配

6、合后能起穩(wěn)壓作用，故稱用，故稱穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管。 穩(wěn)壓二極管工作于反向擊穿狀態(tài)，當(dāng)反向電穩(wěn)壓二極管工作于反向擊穿狀態(tài)，當(dāng)反向電壓撤去后，管子還是正常的，稱壓撤去后，管子還是正常的，稱可逆性擊穿可逆性擊穿。+AKUZIZIZM UZ IZUIOZZ ZIUr UOUIIZRDZUZIR RUS-UZ=20-850020-818US=20VRUZ=8V三、發(fā)光二極管三、發(fā)光二極管三、發(fā)光二極管三、發(fā)光二極管 所發(fā)出光的顏色由半導(dǎo)體中所摻雜質(zhì)決定所發(fā)出光的顏色由半導(dǎo)體中所摻雜質(zhì)決定,常見(jiàn)常見(jiàn)的紅、黃、綠色摻入了磷砷化鎵和磷化鎵。的紅、黃、綠色摻入了磷砷化鎵和磷化鎵。 晶體管晶體管又稱又稱半導(dǎo)體三

7、極管半導(dǎo)體三極管，是一種重要的半導(dǎo)，是一種重要的半導(dǎo)體器件。它的放大作用和開(kāi)關(guān)作用引起了電子技體器件。它的放大作用和開(kāi)關(guān)作用引起了電子技術(shù)的飛躍發(fā)展。術(shù)的飛躍發(fā)展。 晶體管的結(jié)構(gòu)，目前常見(jiàn)的有平面型和合金晶體管的結(jié)構(gòu)，目前常見(jiàn)的有平面型和合金型兩類。硅管主要是平面型，鍺管都是合金型。型兩類。硅管主要是平面型，鍺管都是合金型。而從制造型號(hào)上，常分為而從制造型號(hào)上，常分為NPN型和型和PNP型。型。NNPBECBECIBIEICBECIBIEICEEBRBRCBECNNPEBRBECIEIBEICEICBOICIBBECNNPEBRBECIEIBEICEICBOBCCBOBCBOCBECEIIII

8、IIII CEOBCBOBC)(1 IIIII BC CEO III ，有有忽忽略略 即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，是管子即管子各電極電壓與電流的關(guān)系曲線，是管子內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能，內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)的外部表現(xiàn)，反映了晶體管的性能，是分析放大電路的依據(jù)。是分析放大電路的依據(jù)。 重點(diǎn)討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線重點(diǎn)討論應(yīng)用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線共發(fā)射極電路共發(fā)射極電路輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路ICEBmA AVUCEUBERBIBECV+常常數(shù)數(shù) CE)(BEBUUfIIB( A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1VOIB=020

9、 A40 A60 A80 A100 A常常數(shù)數(shù) B)(CECIUfI36IC(mA )1234UCE(V)912O放大區(qū)放大區(qū)O BCII_ BCII 53704051BC.II 400400605132BC .II ICBO A+EC AICEOIB=0+ICMU(BR)CEO安全工作區(qū)安全工作區(qū)ICUCEO其總的效果將會(huì)使其總的效果將會(huì)使IC增大。增大。SABC10K100K3V3V10V=503K解：解：1、S接接A點(diǎn)時(shí)，晶點(diǎn)時(shí)，晶體管發(fā)射結(jié)反向偏體管發(fā)射結(jié)反向偏置，晶體管截止，置，晶體管截止，所以晶體管處于截所以晶體管處于截止區(qū)。止區(qū)。2、S接接B點(diǎn)時(shí)：點(diǎn)時(shí)：30.60.024100BImAK0.024 50 1.2CBIImA10 3 1.2 6.41CEUVV 所以晶體管處所以晶體管處于放大區(qū)。于放大區(qū)。SABC10K100K3V3V10V=503K解：解：3、S接接C點(diǎn)時(shí)：點(diǎn)時(shí)：30.60.2410BImAK0.24 50 12CBIImA10 3 12261CEUVV 所以晶體管處所以晶體管處于飽和區(qū)。于飽和區(qū)。而：而：100.333CSCImAIK