第4章-半导体二极管和三极管分解.ppt

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1、第第4章章 半导体二极管和三极管半导体二极管和三极管4.3 半导体二极管半导体二极管4.4 稳压二极管稳压二极管4.5 半导体三极管半导体三极管4.2 PN结结4.1 半导体的基本知识半导体的基本知识第第4章章 半导体二极管和三极管半导体二极管和三极管本章要求：本章要求：一、理解一、理解PN结的单向导电性，三极管的电流结的单向导电性，三极管的电流分配和电流放大作用；分配和电流放大作用；二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构二、了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工作原理和特性曲线，理解主要参数的造、工作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；意义；三、会分析含有二极管的电路。三、会分析含有二极管

2、的电路。4.1.1 半导体基础知识半导体基础知识导导 体体:自然界中很容易导电的物质自然界中很容易导电的物质.例如例如金属金属。绝缘体：绝缘体：电阻率很高的物质，几乎不导电电阻率很高的物质，几乎不导电;如如橡皮橡皮、陶瓷陶瓷、塑料塑料和和石英石英等。等。半导体：半导体：导电特性处于导体和绝缘体之间的物质例导电特性处于导体和绝缘体之间的物质例如如锗锗、硅硅、砷化镓砷化镓和一些和一些硫化物硫化物、氧化物氧化物等等4.1 半导体的基本知识半导体的基本知识半导体的导电特性：半导体的导电特性：掺杂性掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质（其他元往纯净的半导体中掺入某些杂质（其他元素），导电能力明显改变素）

3、，导电能力明显改变光敏性：光敏性：当受到光照时，导电能力明显变化当受到光照时，导电能力明显变化热敏性：热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强当环境温度升高时，导电能力显著增强4.1.2 本征半导体本征半导体 完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本完全纯净的、具有晶体结构的半导体，称为本征半导体。征半导体。原子的组成：原子的组成：带正电的带正电的原子核原子核 若干个围绕原子核运动的带负电的若干个围绕原子核运动的带负电的电子电子 且整个原子呈电中性。且整个原子呈电中性。半导体器件的材料：半导体器件的材料：硅硅（Silicon-Si）：四价元素，硅的原子序数是）：四价元素，硅的原子序数是14，

4、外层有外层有4个电子个电子。锗锗（Germanium-Ge）：也是四价元素，锗的）：也是四价元素，锗的原子序数是原子序数是32，外层也是外层也是4个电子个电子。原子核原子核价电子价电子简化原子结构模型简化原子结构模型图图 硅和锗的简化原子模型硅和锗的简化原子模型GeSi1）最外层四个价电子。）最外层四个价电子。晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式晶体中原子的排列方式硅单晶中的共价健结构硅单晶中的共价健结构硅单晶中的共价健结构硅单晶中的共价健结构共价健共价健共价键中的两个电子，称为共价键中的两个电子，称为价电子价电子。Si Si Si Si价电子价电子共价键共价键:由相邻

5、两个原子各拿出一个价电子组成价由相邻两个原子各拿出一个价电子组成价电子对所构成的联系。电子对所构成的联系。Si Si Si Si价电子价电子本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理这一现象称为本征激发。这一现象称为本征激发。空穴空穴 温度愈高，晶体中产生温度愈高，晶体中产生的自由电子便愈多。的自由电子便愈多。自由电子自由电子 在外电场的作用下，在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电空穴吸引相邻原子的价电子来填补子来填补，而在该原子中，而在该原子中又产生新的空穴又产生新的空穴，其结果，其结果相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。相当于空穴的运动（相当于正电荷的移动）。价电子在获得一定能量（温

6、价电子在获得一定能量（温度升高或受光照）后，即可度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成为挣脱原子核的束缚，成为自自由电子由电子（带负电带负电），同时共），同时共价键中留下一个空位，称为价键中留下一个空位，称为空穴空穴（带正电带正电）。）。BA空穴空穴自由电子自由电子晶体共价键结构平面示意图晶体共价键结构平面示意图+4+4+4+4+4+4+4+4+4C共价键共价键 半导体材料在外电场的作用下，自由电子和空半导体材料在外电场的作用下，自由电子和空穴按相反方向运动。穴按相反方向运动。(1)自由电子作定向运动自由电子作定向运动 电子流电子流 (2)价电子递补空穴价电子递补空穴 空穴流空穴流空穴的

7、运动实空穴的运动实质上是质上是价电子价电子填补空穴填补空穴而形而形成的。成的。注意：注意：(1)本征半导体中载流子数目极少本征半导体中载流子数目极少,其导电性能很其导电性能很差；差；(2)温度愈高，温度愈高，载流子的数目愈多载流子的数目愈多,半导体的导电半导体的导电性能也就愈好性能也就愈好。所以，。所以，温度温度对对半导体器件性能影响半导体器件性能影响很大。很大。自由电子自由电子和和空穴空穴都称为都称为载流子载流子。自由电子和自由电子和空穴成对地产生的同时，另一方面，空穴成对地产生的同时，另一方面，自由电子在运动过程中能量减少自由电子在运动过程中能量减少，又成为填补空穴又成为填补空穴恢复共价键

8、恢复共价键，这个过程称为，这个过程称为载流子的复合载流子的复合。在一定。在一定外界条件下，载流子的产生和复合达到动态平衡，外界条件下，载流子的产生和复合达到动态平衡，半导体中载流子便维持一定的数目半导体中载流子便维持一定的数目。4.1.3 N型半导体和型半导体和 P 型半导体型半导体 掺杂后掺杂后自由电子数自由电子数目大量增加目大量增加，自由电，自由电子导电成为这种半导子导电成为这种半导体的主要导电方式，体的主要导电方式，称为称为电子半导体电子半导体或或N型半导体。型半导体。掺入五价元素掺入五价元素 Si Si Si Sip+多余多余电子电子磷原子磷原子在常温下即可在常温下即可变为自由电子变为

9、自由电子失去一个失去一个电子变为电子变为正离子正离子 在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）在本征半导体中掺入微量的杂质（某种元素）,形成形成杂质半导体。杂质半导体。在在N 型半导体中型半导体中自由电子是多自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。数载流子，空穴是少数载流子。掺杂后空穴数目大量掺杂后空穴数目大量增加增加，空穴导电成为，空穴导电成为这种半导体的主要导这种半导体的主要导电方式，称为电方式，称为空穴半空穴半导体导体或或 P型半导体型半导体。掺入三价元素掺入三价元素 Si Si Si Si 在在 P 型半导体中型半导体中空穴是多数载空穴是多数载流子流子，自由电子是少数载流子。，自由电子

10、是少数载流子。B硼原子硼原子接受一个接受一个接受一个接受一个电子变为电子变为电子变为电子变为负离子负离子负离子负离子空穴空穴P 型半导体型半导体归纳归纳4、杂质半导体中起导电作用的、杂质半导体中起导电作用的主要主要是多子是多子。2、N型半导体型半导体中中电子是多子电子是多子，空穴是少子；，空穴是少子；P型型半导体半导体中中空穴是多子空穴是多子，电子是少子。，电子是少子。1、杂质半导体中、杂质半导体中两种载流子浓度不同两种载流子浓度不同，分为多数，分为多数载流子和少数载流子（简称多子、少子）。载流子和少数载流子（简称多子、少子）。3、杂质半导体中、杂质半导体中多数载流子的数量多数载流子的数量取决

11、于取决于掺杂浓掺杂浓度度，少数载流子的数量少数载流子的数量取决于取决于温度温度。杂质半导体的示意表示法杂质半导体的示意表示法P型半导体型半导体+N型半导体型半导体(1)漂移运动（漂移运动（Drift Movement）有有电电场场力力作作用用时时，少少数数载载流流子子（电电子子或或空空穴穴）便便产生定向运动产生定向运动，称为漂移运动。，称为漂移运动。载流子的载流子的漂移运动产生的电流漂移运动产生的电流称为称为漂移电流漂移电流。4.1.4 载流子的漂移运动和扩散运动载流子的漂移运动和扩散运动（2）扩散运动）扩散运动（Diffusion Movement）当半导体受光照射或有载流子从外界注入时，半

12、导当半导体受光照射或有载流子从外界注入时，半导体内载流子浓度分布不均匀。这时体内载流子浓度分布不均匀。这时载流子便会从浓载流子便会从浓度高的区域向浓度低的区域运动。度高的区域向浓度低的区域运动。由于浓度差而引起的定向运动称为扩散运动，由于浓度差而引起的定向运动称为扩散运动，载流子扩散运动所形成的电流载流子扩散运动所形成的电流称为称为扩散电流扩散电流。在在同一片半导体基片同一片半导体基片上，分别制造上，分别制造P型半导体和型半导体和N型半导体，型半导体，经过载流子的扩散经过载流子的扩散，在它们的，在它们的交界面交界面处就形成了处就形成了PN结结。4.2 PN结结4.2.1 PN结的形成结的形成

13、由于两种半导体中的由于两种半导体中的载流子浓度的差异载流子浓度的差异，将，将产生相对产生相对扩散运动扩散运动。若若P区的空穴浓度大于区的空穴浓度大于N区，区，P区的空穴要穿过交界面区的空穴要穿过交界面向向N区扩散；同样，区扩散；同样，N区的自由电子向区的自由电子向P区扩散。区扩散。扩散的结果：扩散的结果：交界面附近的交界面附近的P区一侧因失去空穴而留区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子下不能移动的负离子；在；在N区一侧因失去电子而留下不区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子。能移动的正离子。这些带电离子在这些带电离子在交界面两侧形成了一个空间电荷区交界面两侧形成了一个空间电荷区，产生一个由产

14、生一个由N区指向区指向P区的电场，称为区的电场，称为内电场内电场。随着扩散的进行，空间电荷区加宽空间电荷区加宽，内电场增强内电场增强，由于内电场的作用是阻碍多子扩散，促使少子漂移内电场的作用是阻碍多子扩散，促使少子漂移，所以，当扩散运动扩散运动与与漂移运动漂移运动达到动态平衡时达到动态平衡时，将形成稳定的空空间电荷区间电荷区，称为PN结结。由于空间电荷区内缺少载流子，所以又称PN结为耗尽层耗尽层或高阻区高阻区。4.2.2 PN结的单向导电性结的单向导电性1.PN 结加正向电压结加正向电压（正向偏置）（正向偏置）PN 结变窄结变窄 P接正、接正、N接负接负 外电场外电场IFPN 结加正向电压时，

15、结加正向电压时，电源向电源向P区补充区补充正电荷，向正电荷，向N区补充负电荷，区补充负电荷，形成较形成较大的正向电流大的正向电流IF，PN结处于导通状态。结处于导通状态。内电场内电场PN+P区的多子空区的多子空穴向右移动穴向右移动，与与空间电荷区空间电荷区里的负离子中里的负离子中和和；同时；同时N区区的多子电子的多子电子与与正离子中和。正离子中和。这样使这样使空间电空间电荷数目减少荷数目减少，内电场被削弱内电场被削弱内电场被削弱内电场被削弱，多子的扩散加多子的扩散加多子的扩散加多子的扩散加强，形成较大强，形成较大强，形成较大强，形成较大的扩散电流。的扩散电流。的扩散电流。的扩散电流。PN结外加

16、正向电压结外加正向电压PN结外加正向电压时（结外加正向电压时（P正、正、N负），负），空间空间电荷区变窄电荷区变窄。不大的正向电压，产生相当大的正向电流。不大的正向电压，产生相当大的正向电流。外加电压的微小变化，扩散电流变化较大。外加电压的微小变化，扩散电流变化较大。PN PN 结变宽结变宽结变宽结变宽2.PN 结加反向电压结加反向电压（反向偏置）（反向偏置）外电场外电场外电场外电场内电场被加强内电场被加强，把把P、N区的多区的多子从子从PN结附近结附近拉走拉走，PN结加结加宽宽，多数载流，多数载流子的扩散难于子的扩散难于进行。进行。少子的少子的漂移加强，漂移加强，由由于少子数量很于少子数量很

17、少，少，形成很小形成很小的反向电流。的反向电流。IR P P接负、接负、接负、接负、N N接正接正接正接正 温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。温度越高少子的数目越多，反向电流将随温度增加。+PN 结加反向电压时，结加反向电压时，PN结变宽，结变宽，反向电流较小，反向电阻较大，反向电流较小，反向电阻较大，PN结处于截止状态。结处于截止状态。内电场内电场内电场内电场P PN N+PN结外加反向电压结外加反向电压 PN结加反向电压时（结加反向电压时（P负、负、N正），正），空空间电荷区变宽间电荷区变宽，内电场增强，内电场增强，多子的扩散电多子的扩散电流近似为零流近似为零。流过流过PN结的

18、电流结的电流主要是少子的漂移决定主要是少子的漂移决定的，称为的，称为PN结的结的反向电流反向电流。PN结的结的反向电流很小反向电流很小，而且，而且与反向电压的大小与反向电压的大小基本无关基本无关。PN结表现为很大的电阻，称之截止。结表现为很大的电阻，称之截止。温度升高时，少子值迅速增大，所以温度升高时，少子值迅速增大，所以PN结的反向结的反向电流受温度影响很大。电流受温度影响很大。结论PN结的单向导电性：结的单向导电性：PN结加正向电压产生大的正向电流，结加正向电压产生大的正向电流，PN结导电。结导电。PN结加反向电压产生很小的反向饱和电流，结加反向电压产生很小的反向饱和电流，近似为零，近似为

19、零，PN结不导电。结不导电。4.3 半导体二极管半导体二极管在在PN结上加上引线和封装，就成为一个二极管。结上加上引线和封装，就成为一个二极管。二极管按结构分有：二极管按结构分有：点接触型点接触型、面接触型面接触型和和平面型平面型。金属触丝金属触丝阳极引线阳极引线N型锗片型锗片阴极引线阴极引线外壳外壳(a )点接触型点接触型PN结面积小结面积小，不能通过较大的电流（在几十毫安，不能通过较大的电流（在几十毫安以下），以下），结电容小结电容小（PN结的正负离子层），用于结的正负离子层），用于高频高频和和小功率电路小功率电路。通常为锗管。通常为锗管。平面型平面型面接触型面接触型通过较大的电流，通过较

20、大的电流，结电容大，用于工作频率低，功结电容大，用于工作频率低，功率大的场合率大的场合。通常为硅管。通常为硅管。阳极阳极阴极阴极半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管硅管硅管硅管硅管0.5V,0.5V,锗管锗管锗管锗管0 0.2V.2V。反向击穿反向击穿电压电压U(BR)导通电压导通电压导通电压导通电压 外加电压不足以克服内电外加电压不足以克服内电外加电压不足以克服内电外加电压不足以克服内电场的阻挡。场的阻挡。场的阻挡。场的阻挡。外加电压大于死外加电压大于死区电压二极管才能导通。区电压二极管才能导通。正正常工作电流范围内，电压基常工作电流范围内，电压基本稳定。

21、本稳定。外加电压大于反向击穿外加电压大于反向击穿外加电压大于反向击穿外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去电压二极管被击穿，失去电压二极管被击穿，失去电压二极管被击穿，失去单向导电性。单向导电性。单向导电性。单向导电性。正向特性正向特性正向特性正向特性反向特性反向特性特点：非线性特点：非线性特点：非线性特点：非线性硅硅硅硅0 0 0 0.60.8V.60.8V锗锗锗锗0 0.3 3 0.5V0.5VUI死区电压死区电压死区电压死区电压PN+PN+反向电流反向电流反向电流反向电流在一定电压在一定电压在一定电压在一定电压范围内保持范围内保持范围内保持范围内保持常数。常数。常数。常数。4.3.1

22、 伏安特性（管两端的电压和通过管子的电流伏安特性（管两端的电压和通过管子的电流的关系曲线）的关系曲线）4.3.2 主要参数主要参数1.最大整流电流最大整流电流 IOM二极管长期使用时，允许二极管长期使用时，允许流过二极管的流过二极管的最大正最大正向平均电流向平均电流。2.反向工作峰值电压反向工作峰值电压URWM是保证是保证二极管不被击穿而容许的反向峰值电压二极管不被击穿而容许的反向峰值电压，一般是一般是二极管反向击穿电压二极管反向击穿电压UBR的一半或的一半或2/3。二二极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。点接触型点接触型二极管的反向工作峰值

23、电压一般为二极管的反向工作峰值电压一般为数数十伏十伏，面接触型面接触型二极管的反向工作峰值电压可达二极管的反向工作峰值电压可达数数百伏百伏。3.反向峰值电流反向峰值电流IRM指二极管加反向工作峰值电压时的反向电流指二极管加反向工作峰值电压时的反向电流。反向电流小反向电流小，说明管子的，说明管子的单向导电性好单向导电性好，IRM受温受温度的影响，温度越高反向电流越大。度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小硅管的反向电流较小，锗管的反向电流较大锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。为硅管的几十到几百倍。二极管二极管的单向导电性的单向导电性 1.二极管加正向电压二极管加正向电压（正向

24、偏置，阳极接正、（正向偏置，阳极接正、阴极接负阴极接负）时，）时，二极管处于正向导通状态二极管处于正向导通状态，二极，二极管正向电阻较小，正向电流较大。管正向电阻较小，正向电流较大。2.二极管加反向电压二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、（反向偏置，阳极接负、阴极接正阴极接正）时，）时，二极管处于反向截止状态，二极二极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较大，管反向电阻较大，反向电流很小反向电流很小。3.外加电压外加电压大于大于反向击穿电压反向击穿电压二极管被击穿，反二极管被击穿，反向电流急剧增加，从而失去单向导电性。向电流急剧增加，从而失去单向导电性。4.二极管的反向电流受温度的影响，二极管

25、的反向电流受温度的影响，温度愈高反温度愈高反向电流愈大。向电流愈大。二极管二极管电电路分析路分析举举例例 定性分析：定性分析：判断二极管的工作状判断二极管的工作状态态导导通通截止截止否否则则，正向管，正向管压压降降硅硅0.60.7V锗锗0.20.3V 分析方法：分析方法：将二极管断开，分析二极管两端将二极管断开，分析二极管两端电电位位的高低或所加的高低或所加电压电压UD的正的正负负。若若 V阳阳 V阴阴或或 UD为为正正(正向偏置正向偏置)，二极管，二极管导导通通若若 V阳阳 EB保证集电结反偏。保证集电结反偏。4.5.2 三极管的工作原理三极管的工作原理（1）发射区向基区扩散电子：）发射区向

26、基区扩散电子：当发射结处于正向偏置当发射结处于正向偏置，发射区的多数载流子，发射区的多数载流子（自由电子）不断扩散到基区；同时电源负极不断（自由电子）不断扩散到基区；同时电源负极不断把电子送入发射区以补偿扩散电子，形成把电子送入发射区以补偿扩散电子，形成发射极电发射极电流流IE，其方向与电子运动方向相反。，其方向与电子运动方向相反。同时基区的多数载流子（空穴）也扩散到发射同时基区的多数载流子（空穴）也扩散到发射区而形成电流，但由于区而形成电流，但由于基区的空穴浓度比发射区的基区的空穴浓度比发射区的自由电子浓度低得多自由电子浓度低得多，故这部分，故这部分空穴电流很小空穴电流很小，可，可忽略不计。

27、忽略不计。进入进入P区的电子区的电子少部分与基区少部分与基区的空穴复合，的空穴复合，形成电流形成电流IB ，多数扩散到集多数扩散到集电结。电结。BECNNPEBRBEc发射结正发射结正偏，发射偏，发射区电子不区电子不断向基区断向基区扩散，形扩散，形成发射极成发射极电流电流IE。IEIBRCIB（2）集电区收集从发射区扩散过来的电子：）集电区收集从发射区扩散过来的电子：由于由于集电结加了较大的反向电压集电结加了较大的反向电压，其内电场增其内电场增强强。内电场对多数载流子的扩散起阻挡作用内电场对多数载流子的扩散起阻挡作用，但对，但对基区内的少数载流子（电子）则是一个加速电场。基区内的少数载流子（电

28、子）则是一个加速电场。所以，从发射区进入基区并扩散到集电结边缘的所以，从发射区进入基区并扩散到集电结边缘的大大量电子量电子，作为基区的少数载流子作为基区的少数载流子，几乎全部进入集几乎全部进入集电区，然后被电源电区，然后被电源Ec拉走拉走，形成，形成集电极电流集电极电流IC从基区扩散从基区扩散来的电子作来的电子作为集电结的为集电结的少子，漂移少子，漂移进入集电结进入集电结而被收集，而被收集，形成形成IC。BECNNPEBRBEcIEICIBICRCIB各电极电流关系及电流放大作用各电极电流关系及电流放大作用各电极电流关系及电流放大作用各电极电流关系及电流放大作用I IB B(mA)(mA)I

29、IC C(mA)(mA)I IE E(mA)(mA)0 00.020.020.040.040.060.060.080.080.100.100.0010.0010.700.701.501.502.302.303.103.103.953.950.0010.0010.720.721.541.542.362.363.183.184.054.051）三电极电流关系）三电极电流关系 IE=IB+IC2）IC IB，IC IE 3）IC IB 基极电流的微小变化基极电流的微小变化能够引起能够引起集电极电流较大集电极电流较大变化变化的特性称为晶体管的的特性称为晶体管的电流放大作用电流放大作用。电流放大系数：电

30、流放大系数：集电极电流的变化量集电极电流的变化量IC与与基极基极电流的变化量电流的变化量IB的比值。的比值。4.5.3 特性曲线特性曲线 即管子即管子各电极电压各电极电压与与电流的关系曲线电流的关系曲线，是管子，是管子内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，是是分析放大电路的依据分析放大电路的依据。为什么要研究特性曲线：为什么要研究特性曲线：1）直观地分析管子的工作状态直观地分析管子的工作状态 2）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路电路发射极是输入回路、输出回路的公共端发射极是输入回路、输出回

31、路的公共端 共发射极电路共发射极电路输入回路输入回路输出回路输出回路 测量晶体管特性的实验线路测量晶体管特性的实验线路ICEBmA AVUCEUBERBIBECV+1.输入特性输入特性输入特性曲线是指当集电极与发射极之间的电压输入特性曲线是指当集电极与发射极之间的电压UCE为常数为常数时，时，输入电路中输入电路中基极电流基极电流IB与与基极基极发射极电压发射极电压UBE之间的关系曲线之间的关系曲线，用函数，用函数关系表示为：关系表示为：死区电压死区电压硅管硅管0.5V锗管锗管0.2V输入特性输入特性IB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1VUBEIB工作压降：工作压降：硅管

32、硅管UBE 0.60.7V,锗管锗管UBE 0.20.3V2.输出特性输出特性输出特性曲线是指当输出特性曲线是指当基极电流基极电流IB为常数时为常数时，晶体，晶体管管输出电路输出电路（集电极电路）（集电极电路）中中集电极电流集电极电流IC与与集电极集电极发射极电压发射极电压UCE之间的关系曲线之间的关系曲线，用函，用函数关系表示为：数关系表示为：在在不同的基极电流不同的基极电流IB下，下，可得出不同的曲线，故可得出不同的曲线，故晶体管的输出特性曲线晶体管的输出特性曲线是一组曲线是一组曲线。输出特性曲线输出特性曲线当当基极电流基极电流IB一定一定时，时，从发射区扩散到从发射区扩散到基区基区的电子

33、数的电子数大致大致是一定是一定的的。当当集电极集电极发射极发射极电压电压UCE大于大于1V后，后，集集电结的电场电结的电场足以使扩足以使扩散到基区的电子绝大散到基区的电子绝大部分都被拉入集电区部分都被拉入集电区而而形成集电极电流形成集电极电流IC，以致于当以致于当UCE再再继续增大继续增大时，时，IC也不再有明显的增也不再有明显的增加加。这反映出。这反映出晶体管的恒流特性晶体管的恒流特性。(1)放大区（线性区）放大区（线性区）在放大区有在放大区有 IC=IB 在放大区，在放大区，发射结发射结处于处于正向偏置正向偏置、集电集电结结处于处于反向偏置反向偏置，晶，晶体管工作于放大状态。体管工作于放大

34、状态。当基极电流当基极电流IB增大时，相应的集电极电流增大时，相应的集电极电流IC也增也增大，而且大，而且IC比比IB增加的多得多，即晶体管的增加的多得多，即晶体管的电流放电流放大作用大作用。根据工作状态，输出特性通常分三个工作。根据工作状态，输出特性通常分三个工作区区IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A放大区放大区IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A（2）截止区）截止区截止区截止区IB 0，UCE UBE 发射结正偏，发射结正偏，集电结反偏集电结反偏IC =IB 电流放大作用电

35、流放大作用UBE0，UCE U(BR)CEO时，穿透电流时，穿透电流ICEO会突然剧增，说明晶体管已被击穿。会突然剧增，说明晶体管已被击穿。使用时，应取使用时，应取电源电压电源电压6.集电极最大允许耗散功耗集电极最大允许耗散功耗PCM 硅管允许结温约为硅管允许结温约为150 C，锗管约为，锗管约为70 90 C。集电极电流集电极电流 IC通过集电结时，要消耗功率而通过集电结时，要消耗功率而使集电结发热使集电结发热，若温度过高，则会导致三极管的参，若温度过高，则会导致三极管的参数变化，甚至烧毁管子数变化，甚至烧毁管子。规定集电极最大允许耗散功率规定集电极最大允许耗散功率PCM PCM=UCEICPCM值与环境温度有关，值与环境温度有关，温度越高温度越高，PCM值越小值越小。I IC CU UCECE=P=PCMCMICMU(BR)CEO安全工作区安全工作区由三个极限参数可画出三极管的安全工作区由三个极限参数可画出三极管的安全工作区ICUCEO晶体管参数与温度的关系晶体管参数与温度的关系1、温度每增加温度每增加10 C，集集基极反向截止电流基极反向截止电流 ICBO增大一倍增大一倍。硅管优于锗管硅管优于锗管。2、温度每升高温度每升高 1 C，基极基极发射极电压发射极电压 UBE将减将减小小(22.5)mV。3、温度每升高温度每升高 1 C，增加增加 0.5%1.0%。