第7章-半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用講解

1、廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24第第7 7章章 半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24導(dǎo)體：導(dǎo)體：容易導(dǎo)電的物質(zhì)，金屬一般都是導(dǎo)體。容易導(dǎo)電的物質(zhì)，金屬一般都是導(dǎo)體。絕緣體：絕緣體：不容易導(dǎo)電或完全不導(dǎo)電的物質(zhì)，如橡皮、不容易導(dǎo)電或完全不導(dǎo)電的物質(zhì)，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。陶瓷、塑料和石英。半導(dǎo)體：半導(dǎo)體：導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間的物

2、質(zhì)，導(dǎo)電特性處于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)，如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等。等。廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24特性：特性：1.熱敏性：熱敏性：半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而顯著減小。半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而顯著減小。 常用于檢測溫度的變化。常用于檢測溫度的變化。 對其他工作性能有不利的影響。對其他工作性能有不利的影響。2.光敏性：光敏性：在無光照時電阻率很高，但一有光照電阻在無光照時電阻率很高，但一有光照電阻 率則顯著下降。率則顯著下降。

3、 利用這個特性可以制成光敏元件。利用這個特性可以制成光敏元件。3.雜敏性雜敏性：在純凈的半導(dǎo)體中加入雜質(zhì)，導(dǎo)電能力猛：在純凈的半導(dǎo)體中加入雜質(zhì)，導(dǎo)電能力猛 增幾萬倍至百萬倍。增幾萬倍至百萬倍。廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24本征半導(dǎo)體：本征半導(dǎo)體：純凈的半導(dǎo)體純凈的半導(dǎo)體硅和鍺，它們的最外層電子（價電子）都是四個。硅和鍺，它們的最外層電子（價電子）都是四個。在本征半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中有電子和空穴中有電子和空穴2 2種載流子，而金屬導(dǎo)體中只有電子一種載流子。種載流子，而金屬導(dǎo)體中

4、只有電子一種載流子。 雜質(zhì)半導(dǎo)體：雜質(zhì)半導(dǎo)體：在純凈的半導(dǎo)體單晶體中有選擇地?fù)饺胛⒘侩s在純凈的半導(dǎo)體單晶體中有選擇地?fù)饺胛⒘侩s質(zhì)元素，提高半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力。質(zhì)元素，提高半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力。 根據(jù)加入的雜質(zhì)不同可以分為根據(jù)加入的雜質(zhì)不同可以分為N N型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-241、N 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體在硅或鍺晶體中摻入少量的五價元素磷（或銻），晶在硅或鍺晶體中摻入少量的五價元素磷（或銻），晶體點陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，磷原子的最

5、外層有體點陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，磷原子的最外層有五個價電子，其中四個與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價鍵，必五個價電子，其中四個與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價鍵，必定多出一個電子，成為自由電子定多出一個電子，成為自由電子 雜質(zhì)原子提供雜質(zhì)原子提供的多余電子的多余電子雜質(zhì)原子失去一個雜質(zhì)原子失去一個電子成為正離子電子成為正離子因為摻雜濃度遠(yuǎn)因為摻雜濃度遠(yuǎn)大于本征半導(dǎo)體大于本征半導(dǎo)體中載流子濃度，中載流子濃度，所以，自由電子所以，自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度。自由電子濃度。自由電子稱為稱為多數(shù)載流子多數(shù)載流子（多子多子），空穴），空穴稱為稱為少數(shù)載流子少數(shù)載流子（少子少子）。）。廣東海洋

6、大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-242、 P 型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 在硅或鍺晶體中摻入少量的三價元素，如硼（或銦），在硅或鍺晶體中摻入少量的三價元素，如硼（或銦），晶體點陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，硼原子的最外晶體點陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，硼原子的最外層有三個價電子，與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價鍵時，產(chǎn)層有三個價電子，與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價鍵時，產(chǎn)生一個空穴。生一個空穴?？梢苿拥目昭梢苿拥目昭s質(zhì)原電子接受一個雜質(zhì)原電子接受一個電子成為負(fù)離子電子成為負(fù)離子P型半導(dǎo)體中空型半導(dǎo)體

7、中空穴是多子，電穴是多子，電子是少子。子是少子。廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24漂移運動：漂移運動： 在電場力的作用下，半導(dǎo)體中的載流子產(chǎn)生定向在電場力的作用下，半導(dǎo)體中的載流子產(chǎn)生定向運動，形成的電流叫漂移電流。電場越強，載流子漂運動，形成的電流叫漂移電流。電場越強，載流子漂移速度越高；載流子的濃度越大，參與漂移運動的載移速度越高；載流子的濃度越大，參與漂移運動的載流子數(shù)目越多，漂移電流就越大。流子數(shù)目越多，漂移電流就越大。擴散運動：擴散運動： 當(dāng)半導(dǎo)體受光照射或有載流子從外

8、界注入時，半當(dāng)半導(dǎo)體受光照射或有載流子從外界注入時，半導(dǎo)體內(nèi)載流子濃度分布不均勻。這時載流子從濃度高導(dǎo)體內(nèi)載流子濃度分布不均勻。這時載流子從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域運動。載流子擴散運動所形成的區(qū)域向濃度低的區(qū)域運動。載流子擴散運動所形成的電流稱為擴散電流。的電流稱為擴散電流。載流子的漂移運動和擴散運動載流子的漂移運動和擴散運動廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)202

9、2-4-242022-4-24廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24 PN 結(jié)結(jié)加正向電壓（正向偏置加正向電壓（正向偏置) ： P 區(qū)接電壓正極和區(qū)接電壓正極和N 區(qū)接電壓負(fù)極。區(qū)接電壓負(fù)極。 PN 結(jié)結(jié)加反向電壓（反向偏置）加反向電壓（反向偏置）： P 區(qū)接電壓負(fù)極和區(qū)接電壓負(fù)極和N 區(qū)接電壓正極。區(qū)接電壓正極。PNPN結(jié)單向?qū)щ娦缘慕Y(jié)論：結(jié)單向?qū)щ娦缘慕Y(jié)論：外加正向電壓時，空間電荷區(qū)變窄，流過一個外加正向電壓時，空間電荷區(qū)變窄，流過一個較大的正向電流，即較大的正向電流，即正向?qū)?/p>

10、。正向?qū)?。外加反向電壓時，空間電荷區(qū)變寬，流過一個外加反向電壓時，空間電荷區(qū)變寬，流過一個很小的反向飽和電流，即很小的反向飽和電流，即反向截止反向截止。廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-241、結(jié)構(gòu)和類型、結(jié)構(gòu)和類型陽極 N型鍺片 陰極引線 引線陽極 陰極引線 引線 陽極a k陰極 陽極引線陽極引線 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 (a)(a) 觸絲觸絲 外殼外殼 鋁合金鋁合金小球小球 N型硅 PN P型支持襯底型支持襯底（c） 陽極陽極a ka k陰極陰極

11、（a）點接觸型；（）點接觸型；（b）面接觸型；（）面接觸型；（c）硅平面型；（）硅平面型；（d）符號）符號廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24二極管的伏安特性：分為三部分二極管的伏安特性：分為三部分正向特性正向特性：死區(qū)電壓：死區(qū)電壓Uth（硅：（硅：0.5V；鍺；鍺0.1V）反向特性反向特性：加反向電壓，反向電流很小。：加反向電壓，反向電流很小。反向擊穿特性反向擊穿特性：反向擊穿電壓：反向擊穿電壓UBR一般在幾十伏以上。一般在幾十伏以上。廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張

12、波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24最大整流電流最大整流電流I IFMFM 二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。向平均電流。最高反向工作電壓最高反向工作電壓 U UBRBR 二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?。手冊上給流劇增，二極管的單向?qū)щ娦员黄茐?。手冊上給出的最高反向工作電壓出的最高反向工作電壓UWRM一般是一般是UBR的一半。的一半。廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章

13、 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24最大反向電流最大反向電流 IRM 反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅二極管的反向飽和電溫度越高反向電流越大。硅二極管的反向飽和電流一般為流一般為nA數(shù)量級，而鍺二極管的反向飽和電流數(shù)量級，而鍺二極管的反向飽和電流一般為一般為uA數(shù)量級。數(shù)量級。 當(dāng)二極管的工作頻率超過這個數(shù)值時，二極管當(dāng)二極管的工作頻率超過這個數(shù)值時，二極管將失去單向?qū)щ娦?。它主要由將失去單向?qū)щ娦浴Ｋ饕蒔N結(jié)的結(jié)電容和擴散結(jié)的結(jié)電容和擴散電容的大小來決定。電容

14、的大小來決定。最高工作頻率最高工作頻率FM 廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24DDKU(a)(b)DK理想二極管等效電路理想二極管等效電路 考慮正向壓降的等效考慮正向壓降的等效 廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24二極管單向限幅電路二極管單向限幅電路廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)202

15、2-4-242022-4-24二極管雙向限幅電路二極管雙向限幅電路廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24鉗位電路鉗位電路廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24a -+ kuZ uZ iZ/mA uZ/V A C O 穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓UZ穩(wěn)定電流穩(wěn)定電流Iz動態(tài)電阻動態(tài)電阻rz最大工作電流最大工作電流IZM最大耗散功率最大耗散功率PZM電壓溫度系數(shù)電壓溫度系數(shù)穩(wěn)壓管二極管穩(wěn)壓

16、管二極管通過規(guī)定測試通過規(guī)定測試電流時的電壓電流時的電壓工作電壓等于穩(wěn)工作電壓等于穩(wěn)定電壓時的電流定電壓時的電流允許通過的最允許通過的最大電流大電流ZZUIIZM與對應(yīng)的穩(wěn)壓電與對應(yīng)的穩(wěn)壓電壓乘積壓乘積iZ廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24N+NP集電結(jié)集電結(jié)Jc發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)JeP+NP廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第

17、七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24 除了發(fā)射極上的箭頭方向不同外，其他都相同，除了發(fā)射極上的箭頭方向不同外，其他都相同，但箭頭方向都是由但箭頭方向都是由P P指向指向N N，即，即PNPN結(jié)的正向電流方向。結(jié)的正向電流方向。發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)正正偏，集電結(jié)偏，集電結(jié)反反偏：偏：放大模式放大模式 發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)正正偏，集電結(jié)偏，集電結(jié)正正偏：偏：飽和模式飽和模式 發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)反反偏，集電結(jié)偏，集電結(jié)反反偏：偏：截止模式截止模式（最常用）（最常用）（用于開關(guān)電路中）（用于開關(guān)電路中）廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七

18、章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24在放大電路中三極管主要工作于在放大電路中三極管主要工作于放大狀態(tài)放大狀態(tài)，即要求，即要求，發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏( (正偏壓降近似等于其正偏壓降近似等于其PNPN結(jié)的導(dǎo)通壓降），結(jié)的導(dǎo)通壓降），集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏（反偏壓降反偏壓降遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其導(dǎo)通電壓才行）。遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其導(dǎo)通電壓才行）。eb 基區(qū)：減少基區(qū)向發(fā)射區(qū)發(fā)射基區(qū)：減少基區(qū)向發(fā)射區(qū)發(fā)射的多子，提高發(fā)射效率。的多子，提高發(fā)射效率。q 基區(qū)的作用：基區(qū)的作用：將發(fā)射到基區(qū)的多子，自發(fā)射結(jié)將發(fā)射到基區(qū)的多子，自發(fā)射結(jié)傳輸?shù)郊娊Y(jié)邊界。傳輸?shù)郊娊Y(jié)邊界。

19、 基區(qū)很?。嚎蓽p少多子傳輸過程中在基區(qū)的復(fù)合基區(qū)很?。嚎蓽p少多子傳輸過程中在基區(qū)的復(fù)合機會，保證絕大部分載流子擴散到集電結(jié)邊界。機會，保證絕大部分載流子擴散到集電結(jié)邊界。q 集電結(jié)反偏、且集電結(jié)面積大：集電結(jié)反偏、且集電結(jié)面積大：保證擴散到集電保證擴散到集電結(jié)邊界的載流子全部漂移到集電區(qū)，形成受控的集結(jié)邊界的載流子全部漂移到集電區(qū)，形成受控的集電極電流。電極電流?？偨Y(jié)總結(jié)廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24 在放大狀態(tài)下的三極管輸出的集電極電流在放大狀態(tài)下的三極管輸出的集電極電流I

20、C ，主要，主要受正向發(fā)射結(jié)電壓受正向發(fā)射結(jié)電壓VBE的控制，而與反向集電結(jié)電壓的控制，而與反向集電結(jié)電壓VCE近似無關(guān)。近似無關(guān)。 注意注意：NPN型管與型管與PNP型管工作原理相似，但由于型管工作原理相似，但由于它們形成電流的載流子性質(zhì)不同，結(jié)果導(dǎo)致各極電流它們形成電流的載流子性質(zhì)不同，結(jié)果導(dǎo)致各極電流方向相反，加在各極上的電壓極性相反。方向相反，加在各極上的電壓極性相反。 V1NPP+PNN+V2V2V1+ + - - + + - - - + - + - + - + IEICIBIEICIB廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工

21、電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24q 觀察輸入信號作用在那個電極上，輸出信號從那觀察輸入信號作用在那個電極上，輸出信號從那個電極取出，此外的另一個電極即為組態(tài)形式。個電極取出，此外的另一個電極即為組態(tài)形式。 三極管的三種連接方式三極管的三種連接方式三種組態(tài)三種組態(tài)BCEBTICIEECBETICIBCEBCTIEIB（共發(fā)射極共發(fā)射極）（共基極共基極）（共集電極）（共集電極）q 放大電路的組態(tài)是針對交流信號而言的。放大電路的組態(tài)是針對交流信號而言的。返回特性曲線返回特性曲線1、晶體管的電流分配和電流放大作用、晶體管的電流分配和電流放大作用廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講

22、：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-240CnCBBBnCBOECBIICCnCBOCnIIIIIIIIII IEnICBOIBnICnIEICIB+ - -iB UBBiC- - +UCCRbRc+- -UBE+ - -UCEU1發(fā)射極電流發(fā)射極電流反向飽和電流反向飽和電流集電極電流集電極電流基極電流基極電流廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24晶體管的電流分配關(guān)系：晶體管的電流分配關(guān)系：1)1)直流電流放大系

23、數(shù)：直流電流放大系數(shù)： I IC C/I/IB B 2)2)交流電流放大系數(shù)：交流電流放大系數(shù)： IC/ IB 電流放大系數(shù)代表基極電流對集電極電流的控制作用，電流放大系數(shù)代表基極電流對集電極電流的控制作用， 越越大，控制作用越強。小信號放大電路中，直流放大系數(shù)與交大，控制作用越強。小信號放大電路中，直流放大系數(shù)與交流放大系數(shù)相差很小。流放大系數(shù)相差很小。晶體管的放大作用：晶體管的放大作用：本質(zhì)就是它對電流的控制作用本質(zhì)就是它對電流的控制作用廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-242、

24、晶體三極管伏安特性曲線、晶體三極管伏安特性曲線伏安特性曲線是三極管通用的曲線模型，它適用于任何工作伏安特性曲線是三極管通用的曲線模型，它適用于任何工作模式。模式。 ( (三極管有三極管有三種組態(tài)三種組態(tài)，以共發(fā)射極為例），以共發(fā)射極為例）IB= f ( UBE )UCE = 常數(shù)常數(shù)IC= f ( UCE )IB = 常數(shù)常數(shù)共發(fā)射極共發(fā)射極輸入特性輸入特性：輸出特性輸出特性：+- -TUCEIBUBEIC+- -廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24 輸入特性曲線輸入特性曲線UCE

25、 =0IB / AUBE /VUBE(on)0.3V10V0U(BR)BEOIEBO +ICBOq UCE一定一定：類似二極管伏安特性類似二極管伏安特性。q UCE增加增加：正向特性曲線略右移。正向特性曲線略右移。返回特性曲線返回特性曲線廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24UCE /VIB = 40 A30 A20 A10 A0 輸出特性曲線可劃輸出特性曲線可劃分四個區(qū)域：分四個區(qū)域：返回特性曲線返回特性曲線(常數(shù)）BCII。IC 0，IB 00反向擊穿電壓反向擊穿電壓U(BR)C

26、EOIC /mA飽和區(qū)、放大區(qū)飽和區(qū)、放大區(qū)、截止區(qū)、擊穿區(qū)截止區(qū)、擊穿區(qū)。U(BR)CEO廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24IC /mAVCE /V0IB = 40 A30 A20 A10 A0特點：特點：條件：條件： 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。IC不受不受IB控制，而受控制，而受UCE影響。影響。VCE略增，略增，IC顯著增加。顯著增加。返回特性曲線返回特性曲線飽和區(qū)飽和區(qū)（ VBE 0.7V，VCE0.3V）IC /mAVCE /V0IB = 40 A

27、30 A20 A10 A0特點特點條件條件發(fā)射發(fā)射結(jié)正偏結(jié)正偏集電集電結(jié)反偏結(jié)反偏UCE曲線略上翹曲線略上翹具有正向受控作用具有正向受控作用滿足滿足IC= IB 返回輸出特性曲線返回輸出特性曲線體現(xiàn)了三極管的放大作用體現(xiàn)了三極管的放大作用廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24q 截止區(qū)截止區(qū)（ VBE 0.5V， VCE 0.3V）IC /mAVCE /V0IB = 40 A30 A20 A10 A0特點：特點：條件：條件： 發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。IC 0，

28、IB 0近似為近似為IB0 0以下區(qū)域以下區(qū)域 返回輸出特性曲線返回輸出特性曲線廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24q 擊穿區(qū)擊穿區(qū)特點：特點：VCE增大到一定值時，集電結(jié)反向擊穿，增大到一定值時，集電結(jié)反向擊穿，IC急劇增大。急劇增大。V(BR)CEO集電結(jié)反向擊穿電壓，隨集電結(jié)反向擊穿電壓，隨IB的增大而減小。的增大而減小。注意：注意：IC /mAVCE /V0IB = 40 A30 A20 A10 A0IB = - -ICBO (IE = 0)V(BR)CBO返回輸出特性曲線

29、返回輸出特性曲線廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24ICUCE0U(BR)CEOICMPCM 最大允許集電極電流最大允許集電極電流ICM（若若ICICM 造成造成 ） 反向擊穿電壓反向擊穿電壓U(BR)CEO（若若UCEU(BR)CEO 管子擊穿管子擊穿）UCE PCM 燒管燒管）PC rbe）放大倍數(shù)放大倍數(shù) 輸入阻抗和輸出阻抗輸入阻抗和輸出阻抗 廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242

30、022-4-24共集放大電路共集放大電路 7.2.4 共集電極放大電路共集電極放大電路射極輸出器射極輸出器廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24 1、靜態(tài)分析、靜態(tài)分析BBBCBEIIIIII)1 (EBBECCBRRUUI)1 (EECCCEIRUU廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24 2、動態(tài)分析、動態(tài)分析射極輸出器的微變等效電路射極輸出器的微變等效電路廣東海洋大學(xué)廣

31、東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24 電壓放大倍數(shù)e/ /(1)(1)LLoL eL bibe bL ebe bL bRRRUR IR IUr IR Ir IR I LbeLbLbbebLiouRrRIRIrIRUUA)1 ()1 ()1 ()1 (射極跟隨器，無電壓放大，但是有電流和功率放大。射極跟隨器，無電壓放大，但是有電流和功率放大。廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24 輸入電

32、阻（高）/(1)ibbeLrRrR輸出電阻（低）(/ /)beSbesborRrRRrRs為信號源內(nèi)阻為信號源內(nèi)阻廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24EoSbeoSbeoebboRURrURrUIIII)()1 ()(111SbeESbeEEbeoooRrRRrRRsRrIUr1),()1 (SbeERrRSbeoRrr廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-247.3場效應(yīng)晶

33、體管基本放大器場效應(yīng)晶體管基本放大器 7.3.1 絕緣柵場效應(yīng)管 絕緣柵型場效應(yīng)晶體管按其導(dǎo)電類型，可分為N溝道(電子導(dǎo)電)和P溝道(空穴導(dǎo)電)兩種。廣東海洋大學(xué)廣東海洋大學(xué)主講：張波主講：張波第七章第七章 半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用半導(dǎo)體元件及其應(yīng)用電工電子學(xué)電工電子學(xué)2022-4-242022-4-24N溝道耗盡型溝道耗盡型MOS管的特性曲線管的特性曲線夾斷電壓：使導(dǎo)電溝道消夾斷電壓：使導(dǎo)電溝道消失，失，UGS 0VT1導(dǎo)通，導(dǎo)通，T2截止截止iL= ic1 ;ui-VCCT1T2uo+VCCRLiLiL=ic2因此，不需要隔直電容。因此，不需要隔直電容。靜態(tài)分析靜態(tài)分析：ui = 0V T1、T2均不工作均不工作 uo = 0VT T1 1、T T2 2兩個晶體管都只在半個周期內(nèi)工作，稱為兩個晶體管都