【正文】 場方向V RIS第四版童詩白27　　 當(dāng) PN 結(jié)正向偏置時(shí)，回路中將產(chǎn)生一個(gè)較大的正向電流， PN 結(jié)處于 導(dǎo)通狀態(tài) ； 當(dāng) PN 結(jié)反向偏置時(shí)，回路中反向電流非常小，幾乎等于零， PN 結(jié)處于 截止?fàn)顟B(tài) 。電容效應(yīng)包括兩部分 勢壘電容擴(kuò)散電容1. 勢壘電容 Cb是由 PN 結(jié)的空間電荷區(qū)變化形成的。? ：半導(dǎo)體材料的介電比系數(shù)；S ：結(jié)面積；l ：耗盡層寬度。O xnPQ 12　 　 當(dāng)加反向電壓時(shí)，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)被削弱，擴(kuò)散電容的作用可忽略。當(dāng)反向偏置時(shí)，勢壘電容起主要作用，可以認(rèn)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(duì)溫度很敏感， 具有負(fù)溫度系數(shù)。穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓時(shí)工作在反向電擊穿狀態(tài)，反向電壓應(yīng)大于穩(wěn)壓電壓。有光照時(shí)，分布在第三、四象限?！　?主要以 NPN 型為例進(jìn)行討論。　三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)　 (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(shí)現(xiàn)放大，必須從三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(yīng)使 發(fā)射結(jié)處于正向偏置 狀態(tài)，而 集電結(jié)處于反向偏置 狀態(tài)。多數(shù)電子在基區(qū)繼續(xù)擴(kuò)散，到達(dá)集電結(jié)的一側(cè)。ICBO晶體管內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)第四版童詩白62beceRcRb二、晶體管的電流分配關(guān)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(duì)于大多數(shù)三極管來說， ? 與 ， ? 與 的數(shù)值卻差別不大，計(jì)算中，可不將它們嚴(yán)格區(qū)分。此時(shí)， 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或反偏電壓很小 。此時(shí)， 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏 。幾個(gè)擊穿電壓有如下關(guān)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(duì)輸入特性的影響溫度升高時(shí)正向特性左移，反之右移6040200 I / mAU / V溫度對(duì)輸入特性的影響202300三、溫度對(duì)輸出特性的影響溫度升高將導(dǎo)致 IC 增大iCuCEOiB200600溫度對(duì)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(duì)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(jié)正偏正偏反偏發(fā)射結(jié)飽和放大截止對(duì) NPN管而言，放大時(shí) VC ＞＞ VB ＞＞ VE 對(duì) PNP管而言，放大時(shí) 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(gè)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(gè)晶體管三個(gè)電極的電位幾個(gè)晶體管三個(gè)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(dǎo)電溝道是 N 型的，稱 N 溝道結(jié)型場效應(yīng)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(shí) , uGS 對(duì)漏極電流 iD的控制作用場效應(yīng)管用 低頻跨導(dǎo) gm的大小描述柵源電壓對(duì)漏極電流的控制作用。(2)當(dāng) uDS使 uGD ＝ uGS(off)時(shí)， ds之間預(yù)夾斷(3)當(dāng) uDS使 uGD uGS(off)時(shí)， iD幾乎僅僅決定于 uGS ，　而與 uDS 無關(guān)。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(jié)型 P 溝道的特性曲線SGD轉(zhuǎn)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(jié)反偏 )漏源加反偏電壓。類型N 溝道P 溝道增強(qiáng)型耗盡型增強(qiáng)型耗盡型UGS = 0 時(shí)漏源間存在導(dǎo)電溝道稱 耗盡型場效應(yīng)管；UGS = 0 時(shí)漏源間不存在導(dǎo)電溝道稱 增強(qiáng)型場效應(yīng)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(shí)，導(dǎo)電溝道兩端電壓基本不變， iD因而基本不變。(當(dāng) UGS UT 時(shí) )三個(gè)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(yīng)的負(fù)電荷減少，導(dǎo)電溝道變窄， iD 減??；　 UGS = UP , 感應(yīng)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?！　≥斎腚娮韬芨摺? 極間電容愈小，則管子的高頻性能愈好。當(dāng)漏極電流 ID 急劇上升產(chǎn)生雪崩擊穿時(shí)的 UDS 。因而 u0＝ 15 *5 ＝ 4V但是， uGS ＝ 10V時(shí)的預(yù)夾斷電壓為uDS= uGS – UT=(104)V=6V可見，此時(shí)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(shí) ds之間的等效電阻(D在可變電阻區(qū)，任選一點(diǎn)，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(yīng)管結(jié)構(gòu) NPN型、 PNP型結(jié)型耗盡型 N溝道 P溝道絕緣柵增強(qiáng)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(hào)可倒置使用載流子 多子擴(kuò)散少子漂移 多子運(yùn)動(dòng)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(yīng)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(diǎn)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(yīng)管第四版童詩白113一、單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)和等效電路N 型硅片P 區(qū)PN 結(jié)eb1b2單結(jié)晶體管 又稱為 雙基極晶體管。PNPIGβ1 β2IGβ1IG圖 CNPNCC第四版童詩白C118結(jié)論：　 　 晶閘管由阻斷變?yōu)?導(dǎo)通的條件是在陽極和陰極之間加正向電壓時(shí)，再在控制極加一個(gè)正的觸發(fā)脈沖；　 　 晶閘管由導(dǎo)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(shí)現(xiàn)。IH —— 維持電流　 當(dāng)控制極電流 IG ? 0 時(shí)， 使晶閘管由阻斷變?yōu)閷?dǎo)通所需的陽極電壓減小。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(hào)狀態(tài)采用 )uDiD正偏導(dǎo)通 電壓降為零 相當(dāng)于理想開關(guān)閉合反偏截止 電流為零 相當(dāng)于理想開關(guān)斷開恒壓降模型 UD(on)正偏電壓 ? UD(on) 時(shí)導(dǎo)通 等效為恒壓源 UD(on)否則截止，相當(dāng)于二極管支路斷開UD(on) = ( ? ) V 估算時(shí)取 V硅管：鍺管： ( ? ) V V折線近似模型相當(dāng)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(zhuǎn)換第四版童詩白128三、兩種半導(dǎo)體放大器件雙極型半導(dǎo)體三極管 (晶體三極管 BJT)單極型半導(dǎo)體三極管 (場效應(yīng)管 FET)兩種載流子導(dǎo)電多數(shù)載流子導(dǎo)電晶體三極管1. 形式與結(jié)構(gòu) NPNPNP 三區(qū)、三極、兩結(jié)2. 特點(diǎn)基極電流控制集電極電流并實(shí)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(jié)正偏、集電結(jié)反偏3. 電流關(guān)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