【正文】 2 IS 基本原理框圖 167。 集成電路 (1109) 電路元件制作在一個芯片上，元件參數(shù)偏差方向一致，溫度均一性好。 b???39。bbrb c e b’ e’ 39。 167。 167。 雙級型晶體三極管 (191) BCE III ??BC II b?BE II )1( b??重點 1：三極管的放大作用（電流分配） 167。 雙級型晶體三極管 (187) 5. 集 射極反向擊穿電壓 當集 射極之間的電壓 UCE超過一定的數(shù)值時，三極管就會被擊穿。 雙級型晶體三極管 (184) 3. 集 射極反向截止電流 ICEO ?A ICEO 167。 雙級型晶體三極管 (180) 輸出特性三個區(qū)域的特點 : (1)放大區(qū)： 發(fā)射結正偏，集電結反偏。 0CE ?uV 1CE ?u 特性基本重合 (電流分配關系確定 ) 特性右移 (因集電結開始吸引電子 ) 167。 ICBO 從基區(qū)擴散來的電子作為集電結的少子，漂移進入集電結而被收集，形成ICE。 2..4 雙級型晶體三極管 (168) B E C IB IE IC NPN型三極管 B E C IB IE IC PNP型三極管 167。 mA10m i n ???LZWz RUIi101080 ???? RUiRu. zWi ——方程 2 聯(lián)立方程 2， 可解得 ： ??? k50V7518 .R,.u i第二章 半導體器件 uo iZ DZ R iL i ui RL (162) 光電二極管 反向電流隨光照強度的增加而上升。 第二章 半導體器件 I (157) 1. 穩(wěn)定電壓 UZ 流過規(guī)定電流時穩(wěn)壓管兩端的反向電壓值。 解 ： 假設二極管斷開 UP = 15 V ( V) 9 12 31 3N ????UUP UN 二極管導通 等效為 V 的恒壓源 UO = VDD1 ? UD(on)= 15 ? = (V) IO = UO / RL= / 3 = (mA) I2 = (UO ? VDD2) / R = ( ? 12) / 1 = (mA) I1 = IO + I2 = + = (mA) 第二章 半導體器件 (149) 例 3： 二極管構成 “ 門 ” 電路 ， 設 D D2 均為理想二極管 ， 當輸入電壓 UA、 UB 為低電壓 0 V 和高電壓 5 V 的不同組合時 ， 求輸出電壓 UO 的值 。反向電流大，說明管子的單向導電性差，因此反向電流越小越好。 — PN 結未損壞，斷電即恢復。 第二章 半導體器件 U I T2 T1 Di T2 T1 T2 T1 (131) 結構 一個 PN結加上管殼和引線，就成為半導體二極管。 第二章 半導體器件 (126) PN結的導電特性： 重要概念： PN結的單向導點性 由上可知， PN結加正向電壓時導通，有較大的電流（多子形成）；而加反向電壓時截止，僅有反向飽和電流（少子形成）。 請注意 第二章 半導體器件 (123) PN結 加上正向電壓、正向偏置的意思都是： P區(qū)加正、 N區(qū)加負電壓。 第二章 半導體器件 PN結 (118) P 型半導體 － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － － N 型半導體 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 擴散運動 內(nèi)電場 E 漂移運動 空間電荷區(qū) PN結處載流子的運動 第二章 半導體器件 (119) 擴散的結果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬，空間電荷區(qū)越寬 。 (114) N 型半導體 N 型半導體中的載流子是： 由施主原子提供的電子，濃度與施主原子相同。 ? 本征半導體中電流由兩部分組成： 自由電子移動產(chǎn)生的電流。 載流子 運動的帶電粒子稱為－ 載流子、自由電子和空穴 第二章 半導體器件 (19) +4 +4 +4 +4 自由電子 空穴 束縛電子 第二章 半導體器件 在常溫下，由于熱激發(fā)，使一些價電子獲得足夠的能量而脫離共價鍵的束縛，成為 自由電子 。 Ge Si 通過一定的工藝過程，可以將半導體制成 晶體 。 集成電路 (12) 167。 半導體的基本知識 167。 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。 硅和鍺的晶體結構 第二章 半導體器件 (16) 硅和鍺的共價鍵平面結構 共價鍵共 用電子對 +4 +4 +4 +4 +4表示除去價電子后的原子 共價鍵 — 相鄰原子共有價電子所形成的束縛。 所以本征半導體中存在數(shù)量相等的兩種載流子，即 自由電子 和 空穴 。其原因是摻雜半導體的某種載流子濃度大大增加。自由電子稱為 多數(shù)載流子（多子） ，空穴稱為 少數(shù)載流子（少子）。 第 二 章 半導體器件 (121) PN結的形成： 多子擴散 擴散 飄移 動態(tài)平衡 穩(wěn)定的 PN結。 注意 ： 串電阻限流。 PN結的反向擊穿特性 PN結的反向擊穿有兩類：齊納擊穿和雪崩擊穿。 半導體二極管 一、 基本結構 第二章 半導體器件 (132) 面接觸型 （一般是硅材料） 主要應用在大電流、低頻電路。 第二章 半導體器件 (139) 硅管的伏安特性 鍺管的伏安特性 60 40 20 – – 0 –25 –50 iD / mA uD / V iD / mA uD / V – 25 – 50 5 10 15 – – 0 第二章 半導體器件 (140) 特性曲線： uD iD 等效開關模型 S S 正偏導通 ， uD = 0； 第二章 半導體器件 理想模型 Duu ?? DL rr ??二極管常用等效模型 條件： 正偏電路 ： 符號： 反偏截止 ， iD = 0 U(BR) = ? (141) 二極管恒壓源等效模型 Duu ? DL rr ??DU第二章 半導體器件 uD iD UD(on) uD = UD(on) V (Si) V (Ge) (142) uD iD UD ?U ?I IUr D ???斜率 1/ rD rD UD 第二章 半導體器件 二極管低頻小信號模型 (143) 主要參數(shù) （ 1）最大整流電流 IOM 二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。 以上均是二極管的直流參數(shù)，二極管的應用主要利用它的單向導電性。 理想二極管：死區(qū)電壓 =0 ， 正向壓降 =0 第二章 半導體器件 如果二極管：死區(qū)電壓 =0 .5V， 正向壓降 ?(硅二極管 )， 曲線有什么變化？ (153) 第二章 半導體器件 例 7： 已知 ui = 4 sin ?t (V)， 二極管為理想二極管，畫出 uo的波形 。 幾 ? ? 幾十 ? 第二章 半導體器件 ZZIUZr ???穩(wěn)壓二極管的參數(shù) : I UZ IZ IZmax IZmin (158) 5. 穩(wěn)定電壓溫度系數(shù) CT %10 0ZZT ????TUUCUZ 4 V， CT 0 (為齊納擊穿 )具有負溫度系數(shù) ； UZ 7 V， CT 0 (為雪崩擊穿 )具有正溫度系數(shù)； 4 V UZ 7 V， CTV 很小。 雙級型晶體三極管 (165) 167。 雙級型晶體三極管 (171) EBEC 電流放大原理（放大狀態(tài)） B E C N N P EB RB Ec 發(fā)射結正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴散，形成發(fā)射極電流 IE。 雙級型晶體三極管 (174) ICE 與 IBE 之比稱為 直流電流放大倍數(shù) : 要使三極管能放大電流，必須使發(fā)射結正偏，集電結反偏。 常數(shù)??B)( CEC iufi167。 雙級型晶體三極管 (181) －－共射直流電流放大倍數(shù) ： BCII?_ _ _b－－共射 交流電流放大倍數(shù) BII C???b1. 電流放大倍數(shù) 和 b ___b BJT的主要參數(shù) 167。 集電結反偏有 ICBO 167。 雙級型晶體三極管 (188) 6. 集電極最大允許功耗 PCM 集電極電流 IC流過三極管，所發(fā)出的焦耳熱為： PC=ICUCE 必定導致結溫上升，所以 PC有限制。 截止狀態(tài)：反射結 反 偏，集電結 反 偏 。 雙級型晶體三極管 (199) 例 3： b = 50， USC =12V， RB =70k?， RC = 6k? , 當 USB = 2V， 2V， 5V, … 所以 IB IBS ， Q位于放大區(qū) 。 雙級型晶體三極管 (1104) BJT的電路模型 ＊ BJT低頻小信號 h參數(shù)等效模型 BEuCiCEuBiBJT ),(1 CEBbe uifu ?),(2 CEBC uifi ?全微分得 ： 167。er39。 ebbb rr ??EQTbb IUr )1(39。 幾十 PF以下的小電容用 PN結的結電容構成、大電容要外接。 167。 集成電路 (1121) ui uo +UOM UOM ? ui uo _ + ? + Ao Cm a xoOM EuU ??例：若 UOM=12V,Ao=106， 則 |ui|12?V時， 運放 處于線性區(qū)。 虛開路 運放工作在線性區(qū)的特點 在分析信號運算電路時對運放的處理 167。 集成電路 (1128) _ + ? + ? R2 R1 R1 ui2 uo R2 ui1 ?? ? uu112 RuuRuu io ??? ??212RuRuu i ?? ??)uu(RRuiio 1212 ??解出： 特 3：單運放的加減運算電路：差動放大器 167。 場效應晶體管 (1138) 二 、 工作原理 （ 以 P溝道為例 ） UDS=0V時 P G S D UDS UGS N N ID UGS0， PN結反偏 ， UGS越大則耗盡區(qū)越寬，導電溝道越窄。 N N ID UDS 0時 ?越靠近漏端， PN結反壓越大 167。這就是 對 的控制作用。 場效應晶體管 (1149) 結型場效應管的缺點 ： 1. 柵源極間的電阻雖然可達 107以上，但在某些場合仍嫌不夠高。 場效應晶體管 (1153) P溝道耗盡型 G S D 予埋了導電溝道 N P P G S D 167。 167。 場效應晶體管 0 ID UGS VT )(thGSU(1162) 輸出特性曲線 ID U DS 0 UGS=0 UGS0 UGS0