《电子技术》(吕国泰版)第1章-半导体二极管和三极管...ppt

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1、1第四节第四节 稳压管稳压管第五节第五节 半导体三极管半导体三极管第三节第三节 半导体二极管半导体二极管第二节第二节 PN结结第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性2一、半导体的特点一、半导体的特点二、本征半导体二、本征半导体三、三、N型半导体和型半导体和P型半导体型半导体3观看多媒体动画教学片观看多媒体动画教学片半导体器件半导体器件之一之一半导体基础知识半导体基础知识第一节第一节第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性链接动画片链接动画片4独特的导电特性独特的导电特性1.1.1.1.热敏特性：热敏特性：热敏特性：热敏特性：T Ta a2.2.2.

2、2.光敏特性：光敏特性：光敏特性：光敏特性：光照光照光照光照 3.3.掺杂特性：掺杂特性：掺杂特性：掺杂特性：掺入微量元素掺入微量元素第一节第一节第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性导电能力导电能力导电能力导电能力导电能力导电能力导电能力导电能力导电能力导电能力一、半导体特点一、半导体特点5第一节第一节第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性14+硅原子结构硅原子结构 4+简化模型简化模型纯净的具有晶体结构的半导体。纯净的具有晶体结构的半导体。二、本征半导体二、本征半导体价电子价电子4 4价元素（硅、价元素（硅、锗

3、）锗）6第一节第一节第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性共价键结构共价键结构 4 4 4 4 4 4晶体结构晶体结构晶体结构晶体结构 纯净半导体原子排列整齐纯净半导体原子排列整齐纯净半导体原子排列整齐纯净半导体原子排列整齐共价键结构共价键结构共价键结构共价键结构 两个相邻原子共有一对两个相邻原子共有一对两个相邻原子共有一对两个相邻原子共有一对价电子价电子价电子价电子,价电子受相邻原子核的束缚价电子受相邻原子核的束缚价电子受相邻原子核的束缚价电子受相邻原子核的束缚,处处处处于相对稳定状态。于相对稳定状态。于相对稳定状态。于相对稳定状态。7第一节第一节第一

4、节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性共价键结构共价键结构 4 4 4 4 4 4本征激发本征激发本征激发本征激发价电子受热或光照后，挣脱价电子受热或光照后，挣脱价电子受热或光照后，挣脱价电子受热或光照后，挣脱束缚成为自由电子。常温下仅极少数。束缚成为自由电子。常温下仅极少数。束缚成为自由电子。常温下仅极少数。束缚成为自由电子。常温下仅极少数。本征激发本征激发8第一节第一节第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性共价键结构共价键结构 4 4 4 4 4 4本征激发本征激发9第一节第一节第一节第一节 半导体的导电特性半导体

5、的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性共价键结构共价键结构 4 4 4 4 4 4本征激发本征激发自由自由电子电子空穴空穴10第一节第一节第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性共价键结构共价键结构 4 4 4 4 4 4自由自由电子电子空穴空穴本征激发本征激发两种载流子两种载流子两种载流子两种载流子 ：电子电子电子电子空穴空穴空穴空穴 成对出现成对出现成对出现成对出现11第一节第一节第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性共价键结构共价键结构 4 4 4 4 4 4电子流电子流电子流电子流电场作用下，自由电子的定

6、向移动。电场作用下，自由电子的定向移动。电场作用下，自由电子的定向移动。电场作用下，自由电子的定向移动。自由自由电子电子电电 场场电子电子流流12第一节第一节第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性共价键结构共价键结构 4 4 4 4 4 4电子电子递补递补空穴空穴流流 空穴流空穴流空穴流空穴流电场作用下，电子依次递补空穴电场作用下，电子依次递补空穴电场作用下，电子依次递补空穴电场作用下，电子依次递补空穴的运动。的运动。的运动。的运动。电电 场场13第一节第一节第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性共价键结构共价键结

7、构 4 4 4 4 4 4半导体电流半导体电流 =电子流电子流 +空穴流空穴流电电 场场空穴空穴流流电子电子流流14第一节第一节第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性三、三、N型半导体和型半导体和P型半导体型半导体N N型半导体型半导体型半导体型半导体掺入掺入掺入掺入5 5价元素价元素价元素价元素 P P型半导体型半导体型半导体型半导体掺入掺入掺入掺入3 3价元素价元素价元素价元素 杂质半导体杂质半导体杂质半导体杂质半导体在本征半导体中掺入适量在本征半导体中掺入适量在本征半导体中掺入适量在本征半导体中掺入适量的杂质元素的杂质元素的杂质元素的杂质元素(非非

8、非非半导体元素半导体元素半导体元素半导体元素)。5 5价元素价元素价元素价元素磷、砷等。磷、砷等。磷、砷等。磷、砷等。3 3 3 3价元素价元素价元素价元素硼、镓、銦等。硼、镓、銦等。硼、镓、銦等。硼、镓、銦等。15第一节第一节第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性N型半导体型半导体 4 4 4 4 4 5+5 多多多多一个一个一个一个价电子价电子价电子价电子掺杂掺杂16第一节第一节第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性N型半导体型半导体 4 4 4 4 4 5多子多子-电子电子少子少子-空穴空穴+5 掺杂掺杂本征

9、激发本征激发 4N型半导体示意图型半导体示意图电子电子电子电子正离子正离子正离子正离子17第一节第一节第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性P型半导体型半导体 4 4 4 4 4 3多多多多一个一个一个一个空穴空穴空穴空穴+3 掺杂掺杂18第一节第一节第一节第一节 半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性半导体的导电特性多子多子-空穴空穴少子少子-电子电子P型半导体型半导体 4 4 4 4 4 3+3 P型半导体示意图型半导体示意图负离子负离子空穴空穴掺杂掺杂本征激发本征激发19一、一、PN结的形成结的形成二、二、PN结的单向导电性结的单向导电性

10、20第二节第二节第二节第二节 PNPN结结结结1 1链接动画片链接动画片观看多媒体动画教学片观看多媒体动画教学片半导体器件半导体器件之一之一半导体基础知识半导体基础知识21 第二节第二节第二节第二节 PNPN结结结结N区区P区区负离子负离子空穴空穴正离子正离子电子电子正负电荷中正负电荷中和，不带电和，不带电一、一、PN结的形成结的形成22第二节第二节第二节第二节 PNPN结结结结空间电荷区空间电荷区（耗尽层）（耗尽层）内电场内电场P区区N区区扩散运动扩散运动浓度差造成运动。浓度差造成运动。复合复合自由电子填补空穴，两者同时消失的现象。自由电子填补空穴，两者同时消失的现象。漂移运动漂移运动载流子

11、在电场力作用下的运动。载流子在电场力作用下的运动。多子扩多子扩散运动散运动少子漂少子漂移运动移运动暴露了失去电暴露了失去电子的正离子子的正离子暴露了失去空暴露了失去空穴的负离子穴的负离子23 第二节第二节第二节第二节 PNPN结结结结空间电荷区空间电荷区（耗尽层）（耗尽层）内电场内电场P区区N区区浓度差浓度差多子多子扩散运动扩散运动复合复合产产生生内电场内电场阻碍阻碍多子扩散多子扩散有利有利少子少子漂移运动漂移运动扩散运动和漂移运扩散运动和漂移运动达到动达到动态平衡动态平衡形成一定形成一定宽宽度度PN结结多子扩多子扩散运动散运动少子漂少子漂移运动移运动24P N结结 PNPNPN结结结结:P

12、P区和区和区和区和N N区交界面处形成的区域区交界面处形成的区域区交界面处形成的区域区交界面处形成的区域空间电荷区空间电荷区空间电荷区空间电荷区:区内只剩离子区内只剩离子区内只剩离子区内只剩离子,带电带电带电带电耗尽层耗尽层耗尽层耗尽层:区内载流子少区内载流子少区内载流子少区内载流子少名称名称名称名称内电场内电场第二节第二节第二节第二节 PNPN结结结结电位差约为电位差约为电位差约为电位差约为零点几伏零点几伏零点几伏零点几伏宽度为几宽度为几宽度为几宽度为几微米微米微米微米 到几到几到几到几十微米十微米十微米十微米25（一）外加正向电压（一）外加正向电压（一）外加正向电压（一）外加正向电压导通导

13、通导通导通二、二、PN结的单向导电性结的单向导电性（二）外加反向电压（二）外加反向电压（二）外加反向电压（二）外加反向电压截止截止截止截止第二节第二节第二节第二节 PNPN结结结结26内电场内电场RE外电场外电场P区区N区区ID外加正向电压外加正向电压外加正向电压外加正向电压外电场抵削内电场外电场抵削内电场外电场抵削内电场外电场抵削内电场,有利于多子的扩散有利于多子的扩散有利于多子的扩散有利于多子的扩散很大很大很大很大限流限流限流限流,防止防止防止防止电流太大电流太大电流太大电流太大第二节第二节第二节第二节 PNPN结结结结PN结结多子中和部分离子多子中和部分离子多子中和部分离子多子中和部分离

14、子,使空间电荷区变窄使空间电荷区变窄使空间电荷区变窄使空间电荷区变窄27REP区区N区区I反反外加反向电压外加反向电压外加反向电压外加反向电压外电场增强内电场外电场增强内电场外电场增强内电场外电场增强内电场,有利于少子的漂移有利于少子的漂移有利于少子的漂移有利于少子的漂移很小很小很小很小第二节第二节第二节第二节 PNPN结结结结PN结结内电场内电场外电场外电场少子背离少子背离少子背离少子背离 PN PN 结移动，结移动，结移动，结移动，,空间电荷区变空间电荷区变空间电荷区变空间电荷区变宽宽宽宽28一、二极管的结构一、二极管的结构三、二极管的伏安特性三、二极管的伏安特性四、二极管的主要参数四、二

15、极管的主要参数五、二极管应用举例五、二极管应用举例二、二极管的单向导电性二、二极管的单向导电性29阳极阳极一、二极管的结构一、二极管的结构阴极阴极+-符号符号3.3.分类分类：按材料分按材料分按材料分按材料分硅二极管硅二极管硅二极管硅二极管锗二极管锗二极管锗二极管锗二极管按结构分按结构分按结构分按结构分点接触型点接触型点接触型点接触型面接触型面接触型面接触型面接触型平面型平面型平面型平面型1.1.构成：构成：2.2.符号：符号：第三节第三节第三节第三节 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管PN30 第三节第三节第三节第三节 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管外壳外壳阴

16、极引线阴极引线金属丝金属丝N N型锗片型锗片N N型硅型硅二氧化硅保二氧化硅保护层护层底座底座N型硅型硅金锑合金锑合金金铝合金铝合金小球小球PNPN结结点接触型点接触型面接触型面接触型平面型平面型31R（一）外加正向电压（一）外加正向电压（一）外加正向电压（一）外加正向电压EID二、二极管单向导电性二、二极管单向导电性导通，导通，导通，导通，I ID大大大大（二）外加反向电压（二）外加反向电压（二）外加反向电压（二）外加反向电压截止，截止，截止，截止，I I I I反反反反很小很小很小很小EI反反电流不电流不为零为零第三节第三节第三节第三节 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管R限

17、流限流限流限流,防止电流太大防止电流太大防止电流太大防止电流太大32I/mAU/VO三、二极管的伏安特性三、二极管的伏安特性死区死区UT导通电压导通电压导通电压导通电压:硅硅硅硅0.6-0.8 0.6-0.8 锗锗锗锗0.2-0.30.2-0.3非非线性元件线性元件第三节第三节第三节第三节 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管导通电压导通电压导通电压导通电压 死区电压死区电压死区电压死区电压,方能正常导通。方能正常导通。方能正常导通。方能正常导通。（一）正向特性（一）正向特性（一）正向特性（一）正向特性导通电压导通电压导通电压导通电压:硅硅硅硅0.6-0.8V 0.6-0.8V 锗

18、锗锗锗0.1-0.3V0.1-0.3V死区电压死区电压死区电压死区电压:硅硅硅硅0.5 0.5 锗锗锗锗0.10.133I/mAU/VOISUBR死区死区UT导通电压导通电压导通电压导通电压:硅硅硅硅0.6-0.8 0.6-0.8 锗锗锗锗0.2-0.30.2-0.3死区电压死区电压死区电压死区电压:硅硅硅硅0.5 0.5 锗锗锗锗0.10.1反向反向反向反向 饱和电流饱和电流饱和电流饱和电流反向击穿电压反向击穿电压反向击穿电压反向击穿电压第三节第三节第三节第三节 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管2.2.2.2.反向击穿现象反向击穿现象反向击穿现象反向击穿现象:U U反反反反大

19、到一定值时大到一定值时大到一定值时大到一定值时 I I I I反反反反（二）反向特性（二）反向特性（二）反向特性（二）反向特性1.1.1.1.U U反反反反较小时较小时较小时较小时:I I I I反反反反很小很小很小很小,称为反向饱和电流。称为反向饱和电流。称为反向饱和电流。称为反向饱和电流。34第三节第三节第三节第三节 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管3.3.产生反向击穿的原因产生反向击穿的原因 4.4.4.4.危害危害危害危害:二极管损坏二极管损坏二极管损坏二极管损坏电击穿电击穿电击穿电击穿:U U反反反反大到一定值时大到一定值时大到一定值时大到一定值时,把共价键把共价键把

20、共价键把共价键中的价电子强行拉出中的价电子强行拉出中的价电子强行拉出中的价电子强行拉出强电场引起自由电子加速与强电场引起自由电子加速与强电场引起自由电子加速与强电场引起自由电子加速与原子碰撞，将价电子从共价原子碰撞，将价电子从共价原子碰撞，将价电子从共价原子碰撞，将价电子从共价键中轰出键中轰出键中轰出键中轰出热击穿热击穿热击穿热击穿:PNPN结上功耗大，热量高，结上功耗大，热量高，结上功耗大，热量高，结上功耗大，热量高，PNPN结结结结因过热烧毁。因过热烧毁。因过热烧毁。因过热烧毁。齐纳击穿：齐纳击穿：齐纳击穿：齐纳击穿：雪崩击穿：雪崩击穿：雪崩击穿：雪崩击穿：35I/mAU/VOISUBR死

21、区死区UT导通电压导通电压导通电压导通电压:硅硅硅硅0.6-0.8 0.6-0.8 锗锗锗锗0.2-0.30.2-0.3死区电压死区电压死区电压死区电压:硅硅硅硅0.5 0.5 锗锗锗锗0.10.1反向反向反向反向 饱和电流饱和电流饱和电流饱和电流反向击穿电压反向击穿电压反向击穿电压反向击穿电压第三节第三节第三节第三节 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管归纳归纳36第三节第三节第三节第三节 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管四、二极管的主要参数四、二极管的主要参数 正确选择和安全使用二极管的指标。正确选择和安全使用二极管的指标。正确选择和安全使用二极管的指标。正确选

22、择和安全使用二极管的指标。(一一一一)最大整流电流最大整流电流最大整流电流最大整流电流I I I IF F F F允许通过的最大正向平均电流。允许通过的最大正向平均电流。允许通过的最大正向平均电流。允许通过的最大正向平均电流。最大正向最大正向最大正向最大正向平均电流平均电流平均电流平均电流uitOuOtOui+-uO-+RL可在半导体手册中查到可在半导体手册中查到可在半导体手册中查到可在半导体手册中查到37第三节第三节第三节第三节 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管（三）反向电流（三）反向电流（三）反向电流（三）反向电流I IR R：即反向饱和电流。即反向饱和电流。即反向饱和电流

23、。即反向饱和电流。I/mAU/VOISUBR（二）最高反向工作电压（二）最高反向工作电压（二）最高反向工作电压（二）最高反向工作电压U UR R 二极管不被击穿所容许的二极管不被击穿所容许的二极管不被击穿所容许的二极管不被击穿所容许的最高反向工作电压最高反向工作电压最高反向工作电压最高反向工作电压,为为为为U UBRBR的一半的一半的一半的一半。反向反向反向反向 饱和电流饱和电流饱和电流饱和电流反向击穿电压反向击穿电压反向击穿电压反向击穿电压硅硅几几 A锗锗几十几十 几百几百 A 反向饱和电流反向饱和电流反向饱和电流反向饱和电流硅管的温度稳硅管的温度稳定性比锗管好定性比锗管好38第三节第三节第

24、三节第三节 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管（二）极间电容（二）极间电容（二）极间电容（二）极间电容CPN+Rui 1.PN1.PN1.PN1.PN结存在等效结电容结存在等效结电容结存在等效结电容结存在等效结电容 PNPN结中可存放电荷结中可存放电荷结中可存放电荷结中可存放电荷,相相相相当一个电容。当一个电容。当一个电容。当一个电容。2.2.2.2.对电路的影响：对电路的影响：对电路的影响：对电路的影响：外加交流电外加交流电外加交流电外加交流电源时，当频率高时，容抗小，对源时，当频率高时，容抗小，对源时，当频率高时，容抗小，对源时，当频率高时，容抗小，对PNPN结旁通，单向导电

25、性被破坏。结旁通，单向导电性被破坏。结旁通，单向导电性被破坏。结旁通，单向导电性被破坏。（三）最高工作频率（三）最高工作频率（三）最高工作频率（三）最高工作频率f fM39第三节第三节第三节第三节 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管 将二极管的特性将二极管的特性将二极管的特性将二极管的特性线性化线性化线性化线性化处理处理处理处理,按线性电路方法按线性电路方法按线性电路方法按线性电路方法处理。处理。处理。处理。1.1.1.1.二极管理想化模型二极管理想化模型二极管理想化模型二极管理想化模型 导通导通导通导通视为短路视为短路视为短路视为短路 截止截止截止截止视为开路视为开路视为开路视

26、为开路（一）二极管等效模型（一）二极管等效模型（一）二极管等效模型（一）二极管等效模型 五、二极管应用举例五、二极管应用举例2.2.2.2.二极管恒压降模型二极管恒压降模型二极管恒压降模型二极管恒压降模型 导通导通导通导通导通电压导通电压导通电压导通电压U UD D 截止截止截止截止开路开路开路开路40第三节第三节第三节第三节 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管IDUR-+UD-+导通电压导通电压导通电压导通电压:硅管硅管硅管硅管 取取取取0.7V 0.7V 0.7V 0.7V 锗管锗管锗管锗管 取取取取0.2V0.2V0.2V0.2V例例1-3-1分别用二极管理想模型和恒压降模

27、型分别用二极管理想模型和恒压降模型求出求出 IO 和和 UO 的值。的值。IO=E/R=6/6 =1(mA)UO=V=6 VUO=E UD=6 0.7=5.3(V)IO=UO/R=5.3/6=0.88(mA)解解:1.1.理想模型理想模型2.2.恒压降模型恒压降模型E ER R2 V6K41第三节第三节第三节第三节 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管uOtO1.1.整流：整流：改变信号波形，正弦波变脉动波。改变信号波形，正弦波变脉动波。改变信号波形，正弦波变脉动波。改变信号波形，正弦波变脉动波。已知：二极管理想化已知：二极管理想化求：求：uO波形波形ui+-（二）二极管应用举例（

28、二）二极管应用举例uitOuO-+分两个半周分析分两个半周分析分两个半周分析分两个半周分析 信号正半周时：信号正半周时：信号正半周时：信号正半周时：D D导通导通导通导通u uOO=u ui i 信号负半周时：信号负半周时：信号负半周时：信号负半周时：D D截止截止截止截止u uOO=0=0分析思路RL42第三节第三节第三节第三节 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管.检波作用：检波作用：从载波信号中检出从载波信号中检出音频信号。音频信号。讨论讨论ui+-uO-+RLC旁路高频信号旁路高频信号载波信号经二极管载波信号经二极管后负半波被削去后负半波被削去检出音频信号检出音频信号ttt

29、43第三节第三节第三节第三节 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管.限幅：限幅：把输出信号的幅度限制在某电把输出信号的幅度限制在某电把输出信号的幅度限制在某电把输出信号的幅度限制在某电平范围内。平范围内。平范围内。平范围内。已知：二极管已知：二极管UD0.7V求：求：uO波形波形5uito3.7讨论讨论+-3 3V V+-uiuO-+uOto3.744第三节第三节第三节第三节 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管B B、分两个半周分析分两个半周分析分两个半周分析分两个半周分析 信号正半周时：信号正半周时：信号正半周时：信号正半周时：u ui i3.7V3.7V3.7V：

30、D D导通导通导通导通u uOO3.7V3.7V。信号负半周时：信号负半周时：信号负半周时：信号负半周时：D D截止截止截止截止u uOOu ui i。A A、二极管有导通电压二极管有导通电压二极管有导通电压二极管有导通电压 导通导通导通导通U UD D=0.7V=0.7V。截止截止截止截止视为开路。视为开路。视为开路。视为开路。分析思路讨论讨论45第三节第三节第三节第三节 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管实验一、二极管的限幅作用实验一、二极管的限幅作用实验目的：实验目的：二极管的限幅作用。二极管的限幅作用。二极管的限幅作用。二极管的限幅作用。EDA实验实验建立电路：建立电路：

31、二极管双向二极管双向二极管双向二极管双向限幅电路。限幅电路。限幅电路。限幅电路。实验步骤：实验步骤：1.1.1.1.去掉去掉去掉去掉限幅电路限幅电路限幅电路限幅电路,输出波形输出波形输出波形输出波形为为为为 正弦波。正弦波。正弦波。正弦波。2.2.2.2.分别去掉一只分别去掉一只分别去掉一只分别去掉一只限幅限幅限幅限幅二级管，二级管，二级管，二级管，输出波形削去一部分。输出波形削去一部分。输出波形削去一部分。输出波形削去一部分。链接链接EDA146第三节第三节第三节第三节 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管二极管限幅电路二极管限幅电路EDA实验实验47第三节第三节第三节第三节 半

32、导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管EDA实验实验 结结结结 论论论论:二极管具有二极管具有二极管具有二极管具有限幅作用。限幅作用。电路情况电路情况输出波形输出波形无限幅电路无限幅电路去掉去掉1V1V的限幅电的限幅电路路去掉去掉2V2V的限幅电的限幅电路路实验数据：实验数据：实验数据：实验数据：48第三节第三节第三节第三节 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管uAuBuO已知已知:U UD D0.7V0.7V0.7V0.7V求：求：u uA A、u uB B 分别为分别为分别为分别为0.3V0.3V0.3V0.3V、3V 3V 3V 3V 不同组合时的不同组合时的不同组合

33、时的不同组合时的u uOO.钳位与隔离钳位与隔离讨论讨论 隔离作用隔离作用隔离作用隔离作用二极管二极管二极管二极管D D截止截止截止截止时，相当于断路，阳极与阴极时，相当于断路，阳极与阴极时，相当于断路，阳极与阴极时，相当于断路，阳极与阴极被隔离。被隔离。被隔离。被隔离。钳位作用钳位作用钳位作用钳位作用二极管二极管二极管二极管D D导通时，导通时，导通时，导通时，管压降小，强制阳极与阴极电位管压降小，强制阳极与阴极电位管压降小，强制阳极与阴极电位管压降小，强制阳极与阴极电位基本相同。基本相同。基本相同。基本相同。-12VRD DA AD DB BFAB49第三节第三节第三节第三节 半导体二极管

34、半导体二极管半导体二极管半导体二极管（1）uA与与uB为相同电平时为相同电平时，DA、DB均导通。均导通。u uOO =0.3+0.7=1V=0.3+0.7=1V当当当当u uA A =u uB B =3V=3V时时时时:u uOO =3+0.7=3.7V=3+0.7=3.7V1V0.3V0.3V3V3V3.7V当当当当u uA A =u uB B =0.3V=0.3V时时时时:分析思路-12VRD DA AD DB BuAuBuOFAB50第三节第三节第三节第三节 半导体二极管半导体二极管半导体二极管半导体二极管0.3V3V1V（2）uA与与uB为不同电为不同电平时：平时：D DB B管的箝

35、位作用：管的箝位作用：管的箝位作用：管的箝位作用：低电低电低电低电平使平使平使平使D DB B管优先导通，把管优先导通，把管优先导通，把管优先导通，把u uOO箝位在箝位在箝位在箝位在1V,1V,1V,1V,D DA A管加上管加上管加上管加上反向电压，不再导通。反向电压，不再导通。反向电压，不再导通。反向电压，不再导通。二极管箝位作用二极管箝位作用分析思路D DA A管的管的管的管的隔离隔离作用：作用：作用：作用：把输把输把输把输入端入端入端入端A A和输出端和输出端和输出端和输出端F F隔离开。隔离开。隔离开。隔离开。-12VRD DA AD DB BuAuBuOFAB51一、硅稳压二极管

36、及其特性一、硅稳压二极管及其特性二、硅稳压二极管主要参数二、硅稳压二极管主要参数52第四节第四节第四节第四节 稳压二极管稳压二极管稳压二极管稳压二极管一、硅稳压二极管及其特性一、硅稳压二极管及其特性（一）（一）稳压作用稳压作用 工作在工作在反向击穿区域反向击穿区域反向击穿区域反向击穿区域 。I I大变化大变化大变化大变化,U U基本不变。基本不变。基本不变。基本不变。（二）稳压管符号（二）稳压管符号阳极阳极阴极阴极正向正向正向正向运用：运用：运用：运用：相当导通二极管相当导通二极管相当导通二极管相当导通二极管U UZ Z=0.7V=0.7V=0.7V=0.7VUZ IZIZmaxIZ UZ反向

37、运用：反向运用：反向运用：反向运用：U UZ Z U U击击击击，起稳压作用，起稳压作用，起稳压作用，起稳压作用DzU/VI/mAO53(三三)应用应用 稳压管稳压管稳压管稳压管反向击穿不会损坏反向击穿不会损坏反向击穿不会损坏反向击穿不会损坏:经特殊工艺处理。经特殊工艺处理。经特殊工艺处理。经特殊工艺处理。加限流电阻加限流电阻加限流电阻加限流电阻,保证保证保证保证 I IZ Z I IZmaxZmax 。+UI-UOUZ+-UI增加增加,UO基基本不变本不变,增加量由增加量由R承担承担 。限流电阻限流电阻调节电阻调节电阻RDRLUo=UZ第四节第四节第四节第四节 稳压二极管稳压二极管稳压二极管

38、稳压二极管54实验二、稳压管的稳压作用实验二、稳压管的稳压作用实验目的：实验目的：稳压二极管的稳压作用。稳压二极管的稳压作用。稳压二极管的稳压作用。稳压二极管的稳压作用。建立电路：建立电路：1.1.取电位器取电位器取电位器取电位器R RA A调整输入电压调整输入电压调整输入电压调整输入电压U UI I。2.2.取电位器取电位器取电位器取电位器R RB B调整负载调整负载调整负载调整负载R RL L。EDA实验实验实验步骤：实验步骤：调整调整调整调整R RB B，改变负载，改变负载，改变负载，改变负载R RL L，观察前后，观察前后，观察前后，观察前后 变化情况。变化情况。变化情况。变化情况。链

39、接链接EDA2第四节第四节第四节第四节 稳压二极管稳压二极管稳压二极管稳压二极管55EDA实验实验稳压电路稳压电路第四节第四节第四节第四节 稳压二极管稳压二极管稳压二极管稳压二极管56 结结 论论:R RL变化变化,UO基本不变。基本不变。实验数据：实验数据：EDA实验实验R uo1 1k5%5%7.024V7.024V1 1k80%80%6.916V6.916V第四节第四节第四节第四节 稳压二极管稳压二极管稳压二极管稳压二极管57OI/mAU/V U UZ Z I IZ ZU UZ ZI IZ Z1.1.1.1.稳定电压稳定电压稳定电压稳定电压 U UZ Z：反向击穿时电压值。反向击穿时电压

40、值。反向击穿时电压值。反向击穿时电压值。2.2.2.2.稳定电流稳定电流稳定电流稳定电流 I IZ Z和最大稳定电流和最大稳定电流和最大稳定电流和最大稳定电流I IZmaxZmax ：I IZ Z指指指指对应稳定电压时的反向电流。对应稳定电压时的反向电流。对应稳定电压时的反向电流。对应稳定电压时的反向电流。I IZmaxZmax指指指指稳压管允许通过的最大反向电流。稳压管允许通过的最大反向电流。稳压管允许通过的最大反向电流。稳压管允许通过的最大反向电流。4.4.动态电阻动态电阻 rZ ：愈愈小稳压效果好。小稳压效果好。二、硅稳压二极管主要参数二、硅稳压二极管主要参数IZmax3.3.最大耗散功

41、耗：最大耗散功耗：PZM=UZ IZmax第四节第四节第四节第四节 稳压二极管稳压二极管稳压二极管稳压二极管58UZ56V 正正温度系数温度系数UZ56V 负温度系数负温度系数5VUZ6V 温度系数最小温度系数最小5.5.5.5.电压温度系数电压温度系数电压温度系数电压温度系数：说明稳定电压随温度的变化说明稳定电压随温度的变化说明稳定电压随温度的变化说明稳定电压随温度的变化程度。程度。程度。程度。电压温度系数电压温度系数电压温度系数电压温度系数当环境温度变化当环境温度变化当环境温度变化当环境温度变化1111时稳定时稳定时稳定时稳定电压变化的百分比。电压变化的百分比。电压变化的百分比。电压变化的

42、百分比。例：例：2CW15的的U=0.07%/温度提高，稳温度提高，稳定电压增加定电压增加OI/mAU/V U UZ Z I IZ ZU UZ ZI IZ ZIZmax第四节第四节第四节第四节 稳压二极管稳压二极管稳压二极管稳压二极管59归纳归纳二极管二极管1.1.二极管的特性：二极管的特性：单向导电性。单向导电性。单向导电性。单向导电性。2.2.特性曲线：特性曲线：导通电压、反向饱和电流、反向击穿电压。导通电压、反向饱和电流、反向击穿电压。导通电压、反向饱和电流、反向击穿电压。导通电压、反向饱和电流、反向击穿电压。3.3.应用：应用：整流、限幅、开关。整流、限幅、开关。整流、限幅、开关。整流

43、、限幅、开关。等效电路：等效电路：等效电路：等效电路：理想化型、恒压降型。理想化型、恒压降型。理想化型、恒压降型。理想化型、恒压降型。4.4.二极管的主要参数。二极管的主要参数。二极管的结电容。二极管的结电容。5.5.稳压管：稳压管：二极管二极管工作在反向击穿区域。工作在反向击穿区域。工作在反向击穿区域。工作在反向击穿区域。第四节第四节第四节第四节 稳压二极管稳压二极管稳压二极管稳压二极管60阳极阳极阴极阴极PNPNN是什么是什么?61一、三极管的结构一、三极管的结构二、三极管的电流分配关系二、三极管的电流分配关系和电流放大作用和电流放大作用三、特性曲线三、特性曲线四、主要参数四、主要参数五、

44、三极管应用举例五、三极管应用举例62第五节第五节第五节第五节 半导体三极管半导体三极管半导体三极管半导体三极管一、三极管的结构一、三极管的结构发射极发射极发射极发射极基极基极基极基极集电极集电极集电极集电极发射区发射区发射区发射区基区基区基区基区发射结发射结发射结发射结集电结集电结集电结集电结集电区集电区集电区集电区bceNPN型型NNP63第五节第五节第五节第五节 半导体三极管半导体三极管半导体三极管半导体三极管PPN发射极发射极发射极发射极基极基极基极基极集电极集电极集电极集电极发射区发射区发射区发射区发射结发射结发射结发射结基区基区基区基区集电结集电结集电结集电结集电区集电区集电区集电区

45、bcePNP型型64第五节第五节第五节第五节 半导体三极管半导体三极管半导体三极管半导体三极管NNP几百微米几百微米几微米几微米ebc三极管结构图三极管结构图三极管结构图三极管结构图b b b b区薄区薄区薄区薄,掺杂掺杂掺杂掺杂浓度最低浓度最低浓度最低浓度最低c c c c区面积区面积区面积区面积最大最大最大最大e e e e区掺杂浓区掺杂浓区掺杂浓区掺杂浓度最高度最高度最高度最高65第五节第五节第五节第五节 半导体三极管半导体三极管半导体三极管半导体三极管 1.1.1.1.类型类型类型类型 NPN NPN 型型型型 PNP PNP 型型型型 e e e e区掺杂浓度最高区掺杂浓度最高区掺杂

46、浓度最高区掺杂浓度最高 2.2.2.2.结构特点结构特点结构特点结构特点 b b b b区薄区薄区薄区薄,掺杂浓度最低掺杂浓度最低掺杂浓度最低掺杂浓度最低 c c c c区面积最大区面积最大区面积最大区面积最大 归纳归纳 低频小功率管低频小功率管低频小功率管低频小功率管 3.3.3.3.按用途分类按用途分类按用途分类按用途分类 低频大功率管低频大功率管低频大功率管低频大功率管 高频小功率管高频小功率管高频小功率管高频小功率管 高频大功率管高频大功率管高频大功率管高频大功率管 开关管开关管开关管开关管66第五节第五节第五节第五节 半导体三极管半导体三极管半导体三极管半导体三极管三极管常见外型图三

47、极管常见外型图67第五节第五节第五节第五节 半导体三极管半导体三极管半导体三极管半导体三极管半导体三极管半导体三极管观看多媒体动画教学片观看多媒体动画教学片半导体器件半导体器件之二之二链接动画片链接动画片68第五节第五节第五节第五节 半导体三极管半导体三极管半导体三极管半导体三极管二、三极管的电流分配关系和电流放大作用二、三极管的电流分配关系和电流放大作用三极管可用于放大三极管可用于放大三极管可用于放大三极管可用于放大(也可做电子开关也可做电子开关也可做电子开关也可做电子开关)。放大放大放大放大将微弱电信号增强到人们将微弱电信号增强到人们将微弱电信号增强到人们将微弱电信号增强到人们所需要的数值

48、。所需要的数值。所需要的数值。所需要的数值。ebc 共发射极放大电路共发射极放大电路共发射极放大电路共发射极放大电路发射极发射极发射极发射极为交流输入和输出电压的公共端为交流输入和输出电压的公共端为交流输入和输出电压的公共端为交流输入和输出电压的公共端uCE输输出出端端口口+-uBE输输入入端端口口+-具备什么条件才具备什么条件才具备什么条件才具备什么条件才能起放大作用能起放大作用能起放大作用能起放大作用？69第五节第五节第五节第五节 半导体三极管半导体三极管半导体三极管半导体三极管(一一一一)放大的条件放大的条件放大的条件放大的条件1.1.1.1.加电原则加电原则加电原则加电原则发射结（发射

49、结（发射结（发射结（e e 结）正向运用结）正向运用结）正向运用结）正向运用集电结（集电结（集电结（集电结（c c 结）反向运用结）反向运用结）反向运用结）反向运用+-UCB+-UCE+-UBENNPbece e结结结结c c结结结结NP+-正向运用正向运用正向运用正向运用bceRBEB+-RC+-ECRCRB+-ECEB+-70第五节第五节第五节第五节 半导体三极管半导体三极管半导体三极管半导体三极管加电原则加电原则加电原则加电原则发射结（发射结（发射结（发射结（e e 结）正向运用结）正向运用结）正向运用结）正向运用集电结（集电结（集电结（集电结（c c 结）反向运用结）反向运用结）反向运

50、用结）反向运用+-UCB+-UCE+-UBEPPNbece e结结结结c c结结结结RBRC+-ECRCRBbcePNPPNP管如何管如何管如何管如何加电源加电源加电源加电源？EB+-+-ECEB+-71第五节第五节第五节第五节 半导体三极管半导体三极管半导体三极管半导体三极管2.2.2.2.电位特点电位特点电位特点电位特点NPNNPN型：型：型：型：VCVbVePNPPNP型：型：型：型：VCVbVeUBE硅硅0.60.8V锗锗0.10.3VUCB几伏几伏几伏几伏十几伏十几伏十几伏十几伏 UCEUCB UBE 几伏几伏几伏几伏 十几伏十几伏十几伏十几伏UCE3.3.3.3.电压数值电压数值电