【正文】 A40 181。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(guān)閉合反偏截止 電流為零 相當于理想開關(guān)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(zhuǎn)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(yīng)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(jié)構(gòu) NPNPNP 三區(qū)、三極、兩結(jié)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(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。PNPIGβ1 β2IGβ1IG圖 CNPNCC第四版童詩白C118結(jié)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)。當漏極電流 ID 急劇上升產(chǎn)生雪崩擊穿時的 UDS 。　　輸入電阻很高。++++++　 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)的負電荷減少，導電溝道變窄， iD 減小；　 UGS = UP , 感應(yīng)電荷被 “ 耗盡 ” ， iD ? 0。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。 增大 UGS 耗盡層變寬。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。(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(yīng)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。 *耗盡層的寬度改變主要在溝道區(qū)?！　　? PNP管　 UBE＜ 0，　 UBC＜ 0， 即 UC ＜＜ UB ＜＜ UE 。 IE=IB+ ICAB C IAIBICC為發(fā)射極B為基極A為集電極。幾個擊穿電壓有如下關(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)。此時， 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或反偏電壓很小 。多數(shù)電子在基區(qū)繼續(xù)擴散，到達集電結(jié)的一側(cè)?！∪龢O管結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)和 外部所加電源的極性 來保證。有光照時，分布在第三、四象限。二極管的特性對溫度很敏感， 具有負溫度系數(shù)。當反向偏置時，勢壘電容起主要作用，可以認為 Cj ? Cb。? ：半導體材料的介電比系數(shù)；S ：結(jié)面積；l ：耗盡層寬度。P N外電場方向內(nèi)電場方向V RIS第四版童詩白27　　 當 PN 結(jié)正向偏置時，回路中將產(chǎn)生一個較大的正向電流， PN 結(jié)處于 導通狀態(tài) ； 當 PN 結(jié)反向偏置時，回路中反向電流非常小，幾乎等于零， PN 結(jié)處于 截止狀態(tài) 。 少子的運動與多子運動方向相反 阻擋層第四版童詩白235. 擴散與漂移的動態(tài)平衡擴散運動使空間電荷區(qū)增大，擴散電流逐漸減??；隨著內(nèi)電場的增強，漂移運動逐漸增加；當擴散電流與漂移電流相等時， PN 結(jié)總的電流等于零，空間電荷區(qū)的寬度達到穩(wěn)定。3. 雜質(zhì)半導體總體上保持電中性。 自由電子濃度遠大于空穴的濃度，即 n p ?！　?3. 本征半導體中 自由電子 和 空穴 的濃度 用 ni 和 pi 　　　　　　 表示，顯然 ni = pi 。往 純凈 的半 導 體中 摻 入某些 雜質(zhì)，會使它的 導電 能力明 顯 改 變 。 模擬信號就是幅度連續(xù)的信號，如溫度、壓力、流量等。4. 教學目標 能夠?qū)σ话阈缘摹⒊Ｓ玫哪M電子電路進行分析，同時對較簡單的單元電路進行設(shè)計。目前電子技術(shù)主要由 模擬電子技術(shù) 和 數(shù)字電子技術(shù) 兩部分組成。半 導 體： 另有一 類 物 質(zhì) 的 導電 特性 處 于 導 體和 絕緣體之 間 ，稱 為 半 導 體 ，如 鍺 、硅、砷化 鎵和一些硫化物、氧化物等?！?　 空穴可看成帶正電的載流子。常用的 5 價雜質(zhì)元素有磷、銻、砷等。 空穴為多數(shù)載流子 ，電子為少數(shù)載流子。—— PN 結(jié)，耗盡層。2. PN 結(jié)結(jié) 外加反向電壓時處于截止狀態(tài) (反偏 )　 　 反向接法時，外電場與內(nèi)電場的方向一致，增強了內(nèi)電場的作用；外電場使空間電荷區(qū)變寬；　 　 不利于擴散運動，有利于漂移運動，漂移電流大于擴散電流，電路中產(chǎn)生反向電流 I ；由于少數(shù)載流子濃度很低，反向電流數(shù)值非常小。(a) PN 結(jié)加正向電壓 （ b) PN 結(jié)加反向電壓?N空間電荷區(qū)PV RI + UN空間電荷區(qū)PRI+? UV第四版童詩白31　 　 空間電荷區(qū)的正負離子數(shù)目發(fā)生變化，如同電容的放電和充電過程?！?　 正向電壓變化時，變化載流子積累電荷量發(fā)生變化，相當于電容器充電和放電的過程 —— 擴散電容效應(yīng)。 PN 結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。DZ第四版童詩白46(1) 穩(wěn)定電壓 UZ(2) 動態(tài)電阻 rZ 在規(guī)定的穩(wěn)壓管反向工作電流 IZ下，所對應(yīng)的反向工作電壓。圖 　三極管的外形X：低頻小功率管D：低頻大功率管G：高頻小功率管A：高頻大功率管第四版童詩白55　晶體管的結(jié)構(gòu)及類型常用的三極管的結(jié)構(gòu)有硅平面管和鍺合金管兩種類型。3. 集電結(jié)面積大。5. ?與 ?的關(guān)系　ICIE +C2+C1VEEReVCCRc共基極接法第四版童詩白65 晶體管的共射特性曲線uCE = 0VuBE /V iB=f(uBE)? UCE=const(2) 當 uCE≥1V時， uCB= uCE uBE0，集電結(jié)已進入反偏狀態(tài)，開始收 集電子，基區(qū)復合減少，在同樣的 uBE下 IB減小，特性曲線右移。第四版童詩白67三極管的參數(shù)分為三大類 : 直流參數(shù)、交流參數(shù)、極限參數(shù)一、直流參數(shù)=（ IC－ ICEO） /IB≈IC / IB ? vCE=const 的主要參數(shù) ICBO集電極發(fā)射極間的反向飽和電流 ICEOICEO=（ 1+ ） ICBO第四版童詩白68二、交流參數(shù) ? ? =?iC/?iB?UCE=const2. 共基極交流電流放大系數(shù) α α =?iC/?iE? UCB=const fT?值下降到 1的信號頻率第四版童詩白69 PCM PCM= iCuCE 三、 極限參數(shù) ICM3. 反向擊穿電壓 ? UCBO—— 發(fā)射極開路時的集電結(jié)反 　　　　　向擊穿電壓。 IA＝ 2mA,IB＝ ,IC＝ +,試判斷管腳、管型?！　。ā　。?1）） U1 b、 U2 e、 U3 c NPN 硅硅 （（ 2）） U1 b、 U2 e、 U3 c NPN 鍺鍺 （（ 3）） U1 c、 U2 b、 U3 e PNP 硅硅 （（ 4）） U1 c、 U2 b、 U3 e PNP 鍺鍺原則：先求 UBE，若等于 ，為硅管；若等于 ，為鍺管。第四版童詩白80P 溝道場效應(yīng)管　 P 溝道結(jié)型場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)圖N+ N+P型溝道GSD P 溝道場效應(yīng)管是在 P 型硅棒的兩側(cè)做成高摻雜的 N 型區(qū) (N+)， 導電溝道為 P 型 ，多數(shù)載流子為空穴。GDSP+ NiSiDP+ P+ VDDVGG uGS 0， uGD UGS（ Off) ， iD 更小。此時， 可以把 iD近似看成 uGS控制的電流源。第四版童詩白94一、 N 溝道增強型 MOS 場效應(yīng)管 結(jié)構(gòu)P 型襯底N+ N+BGS DSiO2源極 S 漏極 D襯底引線 B柵極 G圖 　 N 溝道增強型 MOS 場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)示意圖SGDB第四版童詩白951. 工作原理 絕緣柵場效應(yīng)管利用 UGS 來控制 “ 感應(yīng)電荷 ” 的多少，改變由這些 “ 感應(yīng)電荷 ” 形成的導電溝道的狀況，以控制漏極電流 ID。第四版童詩白97(4) UDS 對導電溝道的影響 (UGS UT)導電溝道呈現(xiàn)一個楔形。UT 2UTIDOuGS /ViD /mAO圖 (a) 圖 (b)iD/mAuDS /VO預(yù)夾斷軌跡恒流區(qū) 可變電阻區(qū)夾斷區(qū)。第四版童詩白103種 類 符 號 轉(zhuǎn)移特性曲線 輸出特性曲線 結(jié)型N 溝道耗盡型 結(jié)型P 溝道耗盡型 絕緣柵型 N 溝道增強型SGDSGDiDUGS= 0V+uDS++oSGD