【文章內(nèi)容簡介】 R＝ Rmin時， IR＝ IRmax 則要求 IRmax≤IZmax＋ IL 即 (UI－ UZ)/ Rmin=IZmax +(UZ/RL) 得到 Rmin＝ 4/(25+10)≈114Ω 返回 已知： UZ＝ 6V，IZmin＝ 5mA， IZmax＝ 25mA， RL＝ 600Ω， 求限流電阻 R的 取值范圍。 一、發(fā)光二極管 二、光電二極管 返回 一、發(fā)光二極管 發(fā)光二極管包括可見光、不可見光、激光等不同類型。 發(fā)光二極管的發(fā)光顏色決定于所用材料，目前有紅、綠、黃、橙等色，可以制成各種形狀。 發(fā)光二極管也具有單向?qū)щ娦?。只有當外加的正向電壓使得正向電流足夠大時才發(fā)光。 它的開啟電壓比普通二極管大， 紅色的在 ～ ， 綠色的約為 2V。 正向電流愈大，發(fā)光愈強。 使用時注意不要超過最大功耗、最大正向電流和反向擊穿電壓等極限參數(shù)。 返回 二、光電二極管 光電二極管是一種遠紅外接收管，是一種光能與電能進行轉(zhuǎn)換的器件。 PN結(jié)型光電二極管充分利用 PN結(jié)的光敏特性，將接收到的光的變化轉(zhuǎn)換成電流的變化。 無光照射時 ，與普通二極管一樣，具有單向?qū)щ娦浴? 外加正向電壓時，電流與端電壓成指數(shù)關(guān)系，見特性曲線第一象限； 外加反向電壓時，反向電流稱為暗電流，通常小于 A 光電二極管的伏安特性 有光照射時 ，特性曲線下移，它們分布在第三、第四象限內(nèi)。 在反向電壓的一定范圍內(nèi)，即第三象限，特性曲線是一組橫軸的平行線。 光電二極管在反壓下受到光照而產(chǎn)生的電流稱為 光電流 。 光電流受入射照度的控制，照度一定時光電二極管可等效成恒流源。 照度愈大，光電流愈大。 在光電流大于幾十微安時， 與照度成線性關(guān)系。 特性曲線在第四象限時呈光電池特性。 恒流特性 uEi ?一 定在 一 定 范 圍常 數(shù)ui 在 一 定 范 圍 E 線 性 關(guān) 系 正向電壓很小且在很小的范圍內(nèi)變化時， 輸出的電流基本不變。 圖（ b）電路電路與普通二極管外加正向電壓的情況相同。 圖（ c）電路的電流僅決定于光電二極管受光面的入射照度，電阻 R將電流的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化， uR＝ i R 。 圖（ d）中， R一定時，入射照度愈大， i愈大， R上獲得的能量也愈大，此時光電二極管作為微型光電池。 例：電路如圖，已知發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓 UD＝ ，正向電流為 5～ 20mA時才能發(fā)光。試問： (1)開關(guān)處于何種位置時發(fā)光二極管可能發(fā)光？ (2)為使發(fā)光二極管發(fā)光，電路中 R的取值范圍為多少？ 解： (1)當開關(guān)斷開時發(fā)光二極管可能發(fā)光。當開關(guān)閉合時發(fā)光二 極管的端電壓為零，因而不可能發(fā)光。 返回 (2)當 IDmin＝ 5mA 時， IR≥I Dmin 此時電阻最大 m a xm i n6 1 . 6 0 . 8 85DDVURKI? ?? ? ? ?m i nm a x6 1 . 6 0 . 2 220DDVURKI? ?? ? ? ?當 IDmax＝ 20mA時， IR≤ I Dmax 此時電阻最小 m i nm a xDDVU IR? ?m a xm i nDDVU IR? ?? 為什么采用半導(dǎo)體材料制作電子器件？ ? 空穴是一種載流子嗎？空穴導(dǎo)電時電子運動嗎？ ? 什么是 N型半導(dǎo)體？什么是 P型半導(dǎo)體？當兩種半導(dǎo)體制作在一起 時會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？ ? PN結(jié)上所加端電壓與電流符合歐姆定律嗎？它為什么具有單向?qū)? 電性？在 PN結(jié)加反向電壓時果真沒有電流嗎？ ? 晶體管是通過什么方式來控制集電極電流的？場效應(yīng)管是通過什么 方式來控制漏極電流的？為什么它們都可以用于放大？ ? 為什么半導(dǎo)體器件的參數(shù)會受溫度的影響？ 本章討論的問題 返回 在圖示電路中，若電壓源 V遠大于二極管的導(dǎo)通電壓 UD，則可認為電阻 R上的電壓 UR約等于電源電壓 V，即可把二極管看成是理想二極管，回路電流 I≈V/R 。 因為二極管導(dǎo)通電壓的變化范圍很小，因而多數(shù)情況下可認為圖示電路中的二極管具有等效電路 2的特性，對于硅管， UD＝Uon＝ ；對于鍺管 UD＝ Uon＝ ；因而回路電流 為了使計算出的回路電流 I更接近實際情況，可以選擇等效電路 3作為二極管的模型，此時回路電流 onVUI R??onDVUIrR??? 例：電路如圖所示，二極管導(dǎo)通電壓 UD約為 。試分別估算開關(guān)斷開和閉合時輸出電壓的數(shù)值。 解：開關(guān)斷開時，二極管因加正向電壓而處于導(dǎo)通狀態(tài)， ∵ uD(=V10=6V)＞ Uon ∴D 導(dǎo)通，故輸出電壓 Uo＝ V1－ UD≈(6 ) ＝ 當開關(guān)閉合時， ∵ uD(=V1V2=6V)＜ Uon ∴D 截止，故輸出電壓 Uo＝ V2＝ 12V 返回 ni + n pi 本征激發(fā)產(chǎn)生的電子－空穴對， （即熱激發(fā)產(chǎn)生的本征載流子濃度）。 雜質(zhì)原子提供的自由電子濃度 pi + p ni 本征激發(fā)產(chǎn)生的電子－空穴對， （即熱激發(fā)產(chǎn)生的本征載流子濃度）。 雜質(zhì)原子提供的空穴濃度 兩種材料二極管比較 材料 開啟電壓 Uon/V 導(dǎo)通電壓 U/V 反向飽和電流 IS/μ A 硅 (Si) ≈ ～ ＜ 鍺 (Ge) ≈ ～ 幾十 制造半導(dǎo)體器件所用到的本征半導(dǎo)體是硅（鍺），就叫硅 管（鍺管）。 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理 LDOIZIIIUUURR?????????????????? ODZOI Z)( UUIIUUU RR電網(wǎng)電壓的波動。上的電壓變化補償基本不變。利用，則若 IOI URUUU R?????????????????????RRIIRIIUURLLDZOL Z)(的變化。的變化來補償利用也就基本不變?；静蛔?，則若LDOLDZZIIUUII R???? 雙極型晶體管 晶體管的結(jié)構(gòu)及類型 晶體管的電流放大作用 晶體管的共射特性曲線 晶體管的主要參數(shù) 溫度對晶體管特性及參數(shù)的影響 光電三極管 雙極型晶體管（ BJT）又稱三極管，半導(dǎo)體三極管等 返回 晶體管的結(jié)構(gòu)及類型 返回 晶體管的構(gòu)成 NPN型硅管的結(jié)構(gòu) NPN型晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖 兩種不同類型晶體管的符號 根據(jù)不同的摻雜方式在同一硅片上制造出三個摻雜區(qū)域，并形成兩個 PN結(jié)，就構(gòu)成晶體管。 位于中間的 P區(qū)稱為基區(qū) 特點 :很薄且摻雜濃度很低 位于上層的 N是發(fā)射區(qū) 特點：摻雜濃度很高 位于下層的 N是集電區(qū) 特點：集電區(qū)結(jié)面積很大 發(fā)射極 基極 集電極 返回 集電結(jié) 發(fā)射結(jié) 返回 NPN型管的結(jié)構(gòu)示意圖 返回 晶體管的電流放大作用 返回 一、晶體管內(nèi)部載流子的運動 二、晶體的電流分配關(guān)系 三、晶體的共射電流放大系數(shù) 引 言 返回 什么是放大 為什么要放大 晶體管在放大電路中的作用 放大的對象 基本共射放大電路簡介 ，是一種能量的控制與轉(zhuǎn)換。 ，從傳感器獲得的電信號都很微弱，只有經(jīng)過放大后才能作進一步的處理，或者使之具有足夠的能量來推動執(zhí)行機構(gòu)。 ，它能夠控制能量的轉(zhuǎn)換，將輸入的任何微小的變化不失真的放大輸出。 。 所以輸入回路應(yīng)加基極電源 VBB，在輸出回路應(yīng)加集電極電源 VCC且VCC＞ VBB。 基本共射放大電路的幾個概念 uI為輸入電壓信號，它接入基極－發(fā)射極之間，稱為 輸入回路 。 －發(fā)射極回路，稱為 輸出回路 。 公共端 ，稱該電路為 共射放大電路 。 件是 發(fā)射結(jié)正向偏置 且 集電結(jié)反向偏置 。 的基極電流可以控制大的集電極電流。 返回 一、晶體管內(nèi)部載流子的運動 ，擴散運動形成發(fā)射極電流 IE IB ，漂移運動形成集電極電流 IC 返回 因為發(fā)射結(jié)外加正 向電壓，發(fā)射區(qū)摻雜濃 度高，所以大量的自由 電子因擴散運動越過發(fā) 射結(jié)達到基區(qū)。 同時空穴也從基區(qū) 向發(fā)射區(qū)擴散，但由于 基區(qū)雜質(zhì)濃度低，所以 空穴形成的電流非常 小， 因此擴散運動形成 了發(fā)射極電流 IE 由于基區(qū)很薄，雜質(zhì) 濃度很低，集電結(jié)又加反 向電壓，所以擴散到基區(qū) 的電子中只有極少部分與 空穴復(fù)合， 其余部分均作為基區(qū) 的非平衡少子達到集電 結(jié)。 又由于電源 VBB的作 用，電子與空穴的復(fù)合運 動將源源不斷地進行，形 成基極電流 IB。 由于集電結(jié)加反向電 壓且其結(jié)面積較大，基 區(qū)的非平衡少子在外電 場的用下越過集電結(jié)達 到集電區(qū)，形成漂移電 流， 同時集電區(qū)與基區(qū)的 平衡少子也參與漂移運 動，但它的數(shù)量很小， 可忽略。 可見在集電極電源 VCC 的作用下，漂移運動形 成集電極電流 IC。 返回 二、晶體的電流分配關(guān)系 IEN－電子擴散電流 IEP－空穴擴散電流 IBN－基區(qū)內(nèi)復(fù)合運動形成 的電流（復(fù)合電流） ICBO－平衡少子在集電區(qū)與 基區(qū)之間漂移運動形成的電 流（反向飽和電流） ICN－基區(qū)內(nèi)非平衡少子漂移 至集電區(qū)形成的電流 (非平衡少子漂移電流） IE＝ IEN＋ IEP＝ ICN＋ IBN＋ IEP IC＝ ICN＋ ICBO 從外部看 IE＝ IC＋ IB IB＝ IBN+IEPICBO＝ ICBO 39。BI共射直流電流放大系數(shù) 39。C N C C B OB B C B OI I II I I?????C E OBC B OBC IIIII ????? ??? )1(整理可得 是發(fā)射極開路時，集電結(jié)的反向飽和電流，一般情況下， C B OB II ??1???CBOI 為穿透電流，即基極開路（ ）時，集電極與發(fā)射極之間形成的電流 0?BICEOI所以有 三、晶體的共射電流放大系數(shù) BC II ??BE II )1( ??? 若有輸入電壓 ΔuI作用，則 晶體管基極電流將在 IB基礎(chǔ)上疊 加動態(tài)電流 ΔiB， 集電極電流也將在 IC基礎(chǔ)上疊 加動態(tài)電流 ΔiC， ΔiC與 ΔiB之比稱為共射交流 電流放大系數(shù)，記作 β即 由于在 IE較寬的數(shù)值范圍內(nèi) 基本不變，因此一般不對 與 β 加以區(qū)別， β為幾十至一百多倍的管子為好。 ? ?如果在 ΔuI作用時 β基本不變，有 BCBCIIii ???BCii????因此 ()C C C B C E O B B Bi I i I I i I i? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?集電極電流 ?? ?電流變化量之比趨于一個定值 ECNII?? 當以發(fā)射極電流作為輸入電流，以集電極電流作為輸出 電流時， ICN與 IE之比稱為共基直流電流放大系數(shù) 由 C B OCNC III ?? 可得 C B OEC III ?? ?將 BCE III ?? 帶入 C B OEC III ?? ? 可以得出 與 的關(guān)系 ? ??????????? 11 或 共基交流電流放大系數(shù) 的定義為 ?ECii?????? ?一般， 返回 晶體管的共射特性曲線 晶體管的輸入特性和輸出特性曲線描述各電極之 間電壓、電流之間的關(guān)系，用于對晶體管的性能、參數(shù) 和晶體管電路的分析估算。 一、輸入特性曲線 二、輸出特性曲線 返回