【正文】 場方向V RIS第四版童詩白27　　 當 PN 結正向偏置時，回路中將產(chǎn)生一個較大的正向電流， PN 結處于 導通狀態(tài) ； 當 PN 結反向偏置時，回路中反向電流非常小，幾乎等于零， PN 結處于 截止狀態(tài) 。電容效應包括兩部分 勢壘電容擴散電容1. 勢壘電容 Cb是由 PN 結的空間電荷區(qū)變化形成的。? ：半導體材料的介電比系數(shù)；S ：結面積；l ：耗盡層寬度。O xnPQ 12　 　 當加反向電壓時，擴散運動被削弱，擴散電容的作用可忽略。當反向偏置時，勢壘電容起主要作用，可以認為 Cj ? Cb。第四版童詩白363 平面型二極管 往往用于集成電路制造工藝中。二極管的特性對溫度很敏感， 具有負溫度系數(shù)。穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓時工作在反向電擊穿狀態(tài)，反向電壓應大于穩(wěn)壓電壓。有光照時，分布在第三、四象限?！　?主要以 NPN 型為例進行討論?！∪龢O管結構示意圖和符號　 (b)PNP 型第四版童詩白58　晶體管的電流放大作用以 NPN 型三極管為例討論cNNPeb bec表面看　　三極管若實現(xiàn)放大，必須從三極管內(nèi)部結構和 外部所加電源的極性 來保證?！?　 三極管放大的外部條件 ：外加電源的極性應使 發(fā)射結處于正向偏置 狀態(tài)，而 集電結處于反向偏置 狀態(tài)。多數(shù)電子在基區(qū)繼續(xù)擴散，到達集電結的一側。ICBO晶體管內(nèi)部載流子的運動第四版童詩白62beceRcRb二、晶體管的電流分配關系IEpICBOIEICIBIEnIBnICnIC = ICn + ICBO IE= ICn + IBn + IEp = IEn+ IEpIB=IEP+ IBN－ ICBOIE =IC+IB圖 第四版童詩白63三、晶體管的共射電流放大系數(shù)整理可得：ICBO 稱反向飽和電流ICEO 稱穿透電流共射直流電流放大系數(shù)共射交流電流放大系數(shù)VCCRb+VBBC1TICIBC2Rc+共發(fā)射極接法第四版童詩白64共基直流電流放大系數(shù)或共基交流電流放大系數(shù)　 　 直流參數(shù) 與交流參數(shù) ?、 ? 的含義是不同的，但是，對于大多數(shù)三極管來說， ? 與 ， ? 與 的數(shù)值卻差別不大，計算中，可不將它們嚴格區(qū)分。此時， 發(fā)射結正偏，集電結正偏或反偏電壓很小 。此時， 發(fā)射結正偏，集電結反偏 。幾個擊穿電壓有如下關系 UCBO＞ UCEO＞ UEBO第四版童詩白70 由 PCM、 ICM和 UCEO在輸出特性曲線上可以確定過損耗區(qū)、過電流區(qū)和擊穿區(qū)。二、溫度對輸入特性的影響溫度升高時正向特性左移，反之右移6040200 I / mAU / V溫度對輸入特性的影響202300三、溫度對輸出特性的影響溫度升高將導致 IC 增大iCuCEOiB200600溫度對輸出特性的影響第四版童詩白72三極管工作狀態(tài)的判斷[例 1]： 測量某 NPN型 BJT各電極對地的電壓值如下，試判別管子工作在什么區(qū)域？（（ 1）） VC ＝＝ 6V　　 　　 VB ＝＝ 　　 VE ＝＝ 0V（（ 2）） VC ＝＝ 6V　　 　　 VB ＝＝ 4V　　 VE ＝＝ （（ 3）） VC ＝＝ 　　 VB ＝＝ 4V　　 VE ＝＝ 解：原則：正偏反偏反偏集電結正偏正偏反偏發(fā)射結飽和放大截止對 NPN管而言，放大時 VC ＞＞ VB ＞＞ VE 對 PNP管而言，放大時 VC ＜＜ VB ＜＜ VE （ 1）放大區(qū)（ 2）截止區(qū)（ 3）飽和區(qū)第四版童詩白73[例 2]　 某放大電路中 BJT三個電極的電流如圖所示。 IE=IB+ ICAB C IAIBICC為發(fā)射極B為基極A為集電極。第四版童詩白74例例 [3]：： 測得工作在測得工作在 放大電路中放大電路中 幾個晶體管三個電極的電位幾個晶體管三個電極的電位U U U3分別為：分別為： （（ 1）） U1=、 U2=、　、　 U3=12V （（ 2）） U1=3V、　、　 U2=、　、　 U3=12V （（ 3）） U1=6V、　、　 U2=、　、　 U3=12V （（ 4）） U1=6V、　、　 U2=、　、　 U3=12V判斷它們是判斷它們是 NPN型還是型還是 PNP型？是硅管還是鍺管？并確定型？是硅管還是鍺管？并確定 e、 b、 c?！　　? PNP管　 UBE＜ 0，　 UBC＜ 0， 即 UC ＜＜ UB ＜＜ UE 。　 　 導電溝道是 N 型的，稱 N 溝道結型場效應管 。 *耗盡層的寬度改變主要在溝道區(qū)。uGS = 0， uGD UGS（ Off) ，iD 較大 。(c) (d)第四版童詩白87 uGD uGS(off)時 , uGS 對漏極電流 iD的控制作用場效應管用 低頻跨導 gm的大小描述柵源電壓對漏極電流的控制作用。(2)當 uDS使 uGD ＝ uGS(off)時， ds之間預夾斷(3)當 uDS使 uGD uGS(off)時， iD幾乎僅僅決定于 uGS ，　而與 uDS 無關。圖 (b)　漏極特性輸出特性 （ 漏極特性） 曲線夾斷區(qū)UDSiDVDDVGGDSGV?+ V?+uGS圖 (a)特性曲線測試電路+?mA擊穿區(qū)第四版童詩白92＊　結型 P 溝道的特性曲線SGD轉移特性曲線iD UGS（ Off）IDSSOuGS輸出特性曲線iDUGS= 0V+uDS++o柵源加正偏電壓， (PN結反偏 )漏源加反偏電壓。類型N 溝道P 溝道增強型耗盡型增強型耗盡型UGS = 0 時漏源間存在導電溝道稱 耗盡型場效應管；UGS = 0 時漏源間不存在導電溝道稱 增強型場效應管。 增大 UGS 耗盡層變寬。UGS(th) 或 UT為開始形成反型層所需的 UGS，稱 開啟電壓 。c. UDS UGS – UT， UGD UT　 　 由于夾斷區(qū)的溝道電阻很大， UDS 逐漸增大時，導電溝道兩端電壓基本不變， iD因而基本不變。(當 UGS UT 時 )三個區(qū)：可變電阻區(qū)、恒流區(qū) (或飽和區(qū) )、夾斷區(qū)。++++++　 UGS = 0， UDS 0，產(chǎn)生較大的漏極電流；　 UGS 0，絕緣層中正離子感應的負電荷減少，導電溝道變窄， iD 減小；　 UGS = UP , 感應電荷被 “ 耗盡 ” ， iD ? 0。SGDB P溝道SGDB P溝道四、 VMOS管VMOS管漏區(qū)散熱面積大，可制成大功率管?！　≥斎腚娮韬芨?。 極間電容愈小，則管子的高頻性能愈好。當漏極電流 ID 急劇上升產(chǎn)生雪崩擊穿時的 UDS 。因而 u0＝ 15 *5 ＝ 4V但是， uGS ＝ 10V時的預夾斷電壓為uDS= uGS – UT=(104)V=6V可見，此時管子工作在可變電阻區(qū)第四版童詩白110從輸出特性曲線可得 :uGS ＝ 10V時 ds之間的等效電阻(D在可變電阻區(qū)，任選一點，如圖 )所以輸出電壓為[例 ] 自閱第四版童詩白111晶體管 場效應管結構 NPN型、 PNP型結型耗盡型 N溝道 P溝道絕緣柵增強型 N溝道 P溝道絕緣柵耗盡型 N溝道 P溝道C與 E一般不可倒置使用 D與 S有的型號可倒置使用載流子 多子擴散少子漂移 多子運動輸入量 電流輸入 電壓輸入控制 電流控制電流源CCCS(β)電壓控制電流源VCCS(gm) 場效應管與晶體管的比較第四版童詩白112噪聲 較大 較小溫度特性 受溫度影響較大 較小，可有零溫　　　　　　　　　　　　　　 度系數(shù)點輸入電阻 幾十到幾千歐姆 幾兆歐姆以上靜電影響 不受靜電影響 易受靜電影響集成工藝 不易大規(guī)模集成 適宜大規(guī)模和　　　　　　　　　　　　　　　超大規(guī)模集成　　晶體管 場效應管第四版童詩白113一、單結晶體管的結構和等效電路N 型硅片P 區(qū)PN 結eb1b2單結晶體管 又稱為 雙基極晶體管。PNPIGβ1 β2IGβ1IG圖 CNPNCC第四版童詩白C118結論：　 　 晶閘管由阻斷變?yōu)?導通的條件是在陽極和陰極之間加正向電壓時，再在控制極加一個正的觸發(fā)脈沖；　 　 晶閘管由導通變?yōu)?阻斷的條件是減小陽極電流 IA ，　　或改變 AC電壓極性的方法實現(xiàn)。IH —— 維持電流　 當控制極電流 IG ? 0 時， 使晶閘管由阻斷變?yōu)閷ㄋ璧年枠O電壓減小。第四版童詩白125iDO uDU (BR)I FURM2. 主要參數(shù)主要參數(shù)正向 — 最大平均電流 IF反向 —最大反向工作電壓 U(BR)(超過則擊穿 )反向飽和電流 IR (IS)(受溫度影響 )IS第四版童詩白1263. 二極管的等效模型理想模型 (大信號狀態(tài)采用 )uDiD正偏導通 電壓降為零 相當于理想開關閉合反偏截止 電流為零 相當于理想開關斷開恒壓降模型 UD(on)正偏電壓 ? UD(on) 時導通 等效為恒壓源 UD(on)否則截止，相當于二極管支路斷開UD(on) = ( ? ) V 估算時取 V硅管：鍺管： ( ? ) V V折線近似模型相當于有內(nèi)阻的恒壓源 UD(on)第四版童詩白1274. 二極管的分析方法圖解法微變等效電路法5. 特殊二極管工作條件 主要用途穩(wěn)壓二極管 反 偏 穩(wěn) 壓發(fā)光二極管 正 偏 發(fā) 光光電二極管 反 偏 光電轉換第四版童詩白128三、兩種半導體放大器件雙極型半導體三極管 (晶體三極管 BJT)單極型半導體三極管 (場效應管 FET)兩種載流子導電多數(shù)載流子導電晶體三極管1. 形式與結構 NPNPNP 三區(qū)、三極、兩結2. 特點基極電流控制集電極電流并實現(xiàn) 放大第四版童詩白129放大條件內(nèi)因：發(fā)射區(qū)載流子濃度高、 基區(qū)薄、集電區(qū)面積大外因： 發(fā)射結正偏、集電結反偏3. 電流關系IE = IC + IBIC = ? IB + ICEO IE = (1 + ?) IB + ICEOIE = IC + IBIC = ? IB IE = (1 + ? ) IB 第四版童詩白1304. 特性iC / mAuCE /V100 181。A20 181。A40 18