15第十五講：二極管與三極管分析

觀點(diǎn)與提要電路的理論必定是電子技術(shù)的基礎(chǔ)，電子技術(shù)讓電子的運(yùn)動更好地受控。導(dǎo)體材料的選擇，導(dǎo)體材料的易性，材料組合的變更，操控方法的變更，構(gòu)成了電子運(yùn)動的操控技術(shù)與應(yīng)用。怎么還有半導(dǎo)體？什么是本征半導(dǎo)體？為何摻雜半導(dǎo)體？有哪些摻雜半導(dǎo)體？如何出了個PN結(jié)？怎么就成了二極管？拼成了PNP和NPN，怎么就成了三極管？試著看二、三極管能有何突出的特性？1絢麗的文化----道家圣地·終南山樓觀說經(jīng)臺同學(xué)們好！兕[sì]2為學(xué)日益為道日損為而不得寵辱不驚“為學(xué)者”每天益學(xué)增智，不僅在數(shù)量，學(xué)而在于化之心靈?！奥劦勒摺睂W(xué)智滋養(yǎng)心性，成就于氣質(zhì)，歲歲至于自然之本。3第十四講

半導(dǎo)體二極管和三極管一、半導(dǎo)體基礎(chǔ)學(xué)問二、半導(dǎo)體二極管三、半導(dǎo)體三極管4一、半導(dǎo)體基礎(chǔ)學(xué)問

導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)稱為半導(dǎo)體。1、什么是半導(dǎo)體？導(dǎo)體－－鐵、鋁、銅等金屬元素，最外層電子在外電場作用下很簡潔產(chǎn)生定向移動，形成電流。絕緣體－－惰性氣體、橡膠等，最外層電子受原子核的束縛力很強(qiáng)，只有在外電場強(qiáng)到確定程度時才可能導(dǎo)電。5本征半導(dǎo)體是純凈晶體結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體。2、什么是本征半導(dǎo)體？

半導(dǎo)體－－硅（Si）、鍺（Ge），均為四價元素，它們原子的最外層電子受原子核的束縛力介于導(dǎo)體與絕緣體之間。無雜質(zhì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)6平面結(jié)構(gòu)立體結(jié)構(gòu)+4+4+4+4+4+4+4+4+4完全純凈的晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體7兩種載流子3、本征半導(dǎo)體中有兩種載流子在電場作用下能作定向運(yùn)動的帶電粒子稱為載流子。自由電子有負(fù)電性空穴有正電性8當(dāng)外加電場時，帶負(fù)電的自由電子和帶正電的空穴均參與導(dǎo)電，且運(yùn)動方向相反。

由于本征半導(dǎo)體載流子數(shù)目很少，故導(dǎo)電性很差。94、雜質(zhì)半導(dǎo)體

1）

N型半導(dǎo)體5價磷（P）

雜質(zhì)半導(dǎo)體主要靠多數(shù)載流子導(dǎo)電。摻入5價磷多，電子濃度增加，導(dǎo)電性增加！多數(shù)載流子——自由電子102）P型半導(dǎo)體3價硼（B）多數(shù)載流子——空穴P型半導(dǎo)體主要靠空穴導(dǎo)電。摻入3價硼多，空穴濃度越高，導(dǎo)電性越強(qiáng)。11摻入雜質(zhì)越多多子濃度越高導(dǎo)電性能越強(qiáng)并實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電性可控N型半導(dǎo)體——電子多P型半導(dǎo)體——空穴多125、PN結(jié)的形成讓它們成為一體吧！將會發(fā)生什么？13物質(zhì)因濃度差而產(chǎn)生的運(yùn)動稱為擴(kuò)散運(yùn)動。氣體、液體、固體均有之——半導(dǎo)體是固體，也不例外。擴(kuò)散運(yùn)動P區(qū)空穴濃度遠(yuǎn)高于N區(qū)。N區(qū)自由電子濃度遠(yuǎn)高于P區(qū)。14擴(kuò)散運(yùn)動使靠近接觸面的P區(qū)空穴濃度降低——顯負(fù)電使靠近接觸面的N區(qū)自由電子濃度降低——顯正電15擴(kuò)散運(yùn)動——產(chǎn)生了內(nèi)電場16PN結(jié)內(nèi)電場——阻礙著擴(kuò)散接著擴(kuò)散平衡時的內(nèi)電場即PN結(jié)176、PN結(jié)的單向?qū)щ娦訮N結(jié)上加正向電壓導(dǎo)通：由于外電源的作用，內(nèi)電場變窄，平衡破壞，擴(kuò)散加劇，形成擴(kuò)散電流，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。這個必要嗎？18PN結(jié)上加反向電壓截止：內(nèi)電場變寬，阻擋擴(kuò)散運(yùn)動，可近似認(rèn)為其截止。19二、半導(dǎo)體二極管

1、二極管的組成將PN結(jié)封裝，引出兩個電極，就構(gòu)成了二極管。20小功率二極管大功率二極管穩(wěn)壓二極管發(fā)光二極管+++2、二極管外形及陽極識別21人皆知有用之用，而不知無用之用矣。海南三亞南山不老松22點(diǎn)接觸型：允許電流小，工作頻率高。面接觸型：允許的電流大，工作頻率低。平面型：工作頻率高，允許的電流大。3、二極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)23

4、二極管的伏安特性二極管的電流與其端電壓的關(guān)系稱為伏安特性。24正向開啟電壓反向飽和電流反向擊穿電壓正向?qū)娏?55、穩(wěn)壓二極管進(jìn)入穩(wěn)壓區(qū)的最小電流不至于損壞的最大電流由一個PN結(jié)組成，反向擊穿后在確定的電流范圍內(nèi)端電壓能保持基本不變。26

若穩(wěn)壓管的電流太小則不穩(wěn)壓，若穩(wěn)壓管的電流太大則會因功耗過大而損壞，因而穩(wěn)壓管電路中必需有限制穩(wěn)壓管電流的限流電阻！電路中必需有限流電阻27

1、三極管的結(jié)構(gòu)和符號三、晶體三極管晶體管有三個極、三個區(qū)、兩個PN結(jié)晶體管有NPN型和PNP型種結(jié)構(gòu)28小功率管中功率管大功率管為什么有孔？29三極管的管腳識別302、三極管的放大原理擴(kuò)散運(yùn)動形成放射極電流IE，復(fù)合運(yùn)動形成基極電流IB，漂移運(yùn)動形成集電極電流IC。BE間PN正偏：放射區(qū)多子濃度高，大量電子從放射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)。基區(qū)薄，多子濃度低，只有極少數(shù)擴(kuò)散到基區(qū)的電子能與空穴復(fù)合。BC間PN反偏：集電區(qū)面積大，外電場作用使大部分?jǐn)U散到基區(qū)的電子漂移到集電區(qū)。31一群餓狗被擋在了放射結(jié)的墻外加適當(dāng)?shù)恼螂妷悍派浣Y(jié)的墻倒啦餓狗到了基區(qū)基區(qū)就幾個舊骨頭（空穴少）幾個傻狗追進(jìn)基極集電結(jié)墻外才是新鹵的肉骨頭放射結(jié)是下坡，再加反向電壓引誘多數(shù)餓狗順坡進(jìn)了集電極享用去了323、三極管的放大條件334、電流支配IE＝IB＋I(xiàn)C34（直流）電流放大系數(shù)355、三極管的共射輸入特性為什么像PN結(jié)的伏安特性？366、三極管的共射輸出特性對應(yīng)一個IB就有一條iC隨uCE變更的曲線。對應(yīng)一個△iB就有一條△iC隨uCE變更的曲線。37飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)7、三極管的三個工作區(qū)38為什么進(jìn)入放大狀態(tài)曲線幾乎是橫軸的平行線？為什么uCE較小時iC隨uCE變更很大？398、三極管三個區(qū)的工作條件40常理小結(jié)半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間本征半導(dǎo)體導(dǎo)電