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1、模擬電子技術基礎,信息科學與工程學院基礎電子教研室,內容回顧,半導體二極管：,1、二極管的符號：,D,D,2、伏安特性,,,導通壓降: 二極管導通,,反向擊穿電壓UBR,正向導通,正向截止,反向截止,二極管的工作區(qū),二極管非工作區(qū),,反向電壓,,3、二極管的主要參數(shù),1.最大整流電流IF,2.最高反向工作電壓UR,4、二極管的等效電路,5、穩(wěn)壓二極管及應用,1）穩(wěn)壓管符號,2） 穩(wěn)壓管的伏安特性曲線,3） 穩(wěn)壓管的主要參數(shù):,穩(wěn)定電壓UZ,穩(wěn)壓電流IZ,額定功耗PZM,4） 穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓條件:,（1） 必須工作在反向擊穿狀態(tài)；,（2） 流過穩(wěn)壓管的電流在IZ和IZM之間 。,1.3 雙極型晶體

2、管（又稱為三極管、晶體管）,1.3 雙極型晶體管,一、晶體管的結構和類型,1、晶體管結構：三層半導體、兩個PN結、引出三個極，構成晶體管。,NPN型,,基區(qū),,發(fā)射區(qū),,集電區(qū),,發(fā)射結,,集電結,發(fā)射極,基極,集電極,b,e,c,發(fā)射極箭頭的方向 為電流的方向,PNP型,PNP型,NPN型,14,2、晶體管的內部結構特點（晶體管具有電流放大作用的內部條件）,1）集電區(qū)與發(fā)射區(qū)的半導體類型相同。但是 集電區(qū)的半導體摻雜濃度低，幾何尺寸大； 而發(fā)射區(qū)的半導體摻雜濃度高，幾何尺寸小。,2）基極很薄而且摻雜濃度低。,正是晶體管這些內部結構特點，使得晶體管工作時載流子遵循一定的分配原則，具有了電流放大

3、作用。,3、晶體管的類型：,1）按結構分：NPN 、 PNP 型晶體管；,2）按組成材料分：硅晶體管、鍺晶體管；,3）按功率分：小功率管、大功率管；,4）按頻率分：高頻率管、中頻率管、低頻率管。,二、 晶體管的電流放大作用,放大是對模擬信號最基本的處理。晶體管是放大電路的核心元件，它能夠控制能量的轉換，將輸入的任何微小變化不失真的放大輸出，放大的對象是變化量。,** 1、 晶體管工作在放大狀態(tài)的外部條件： 發(fā)射結正向偏置； 集電結反向偏置。,共射放大電路,晶體管的放大作用表現(xiàn)為：小的基極電流可以控制大的集電極電流。,1）發(fā)射結加正向電壓，擴散運動形成發(fā)射極電流IE,2）擴散到基區(qū)的自由電子

4、與空穴的復合形成基極電流IB,3）集電結加反向電壓，漂移運動形成集電極電流IC,,,,,,,,,,IB,,,IC,,IE,,2、晶體管內部載流子的運動(三個極電流的形成）,N,P,N,3、晶體管的三個極電流分配原則及關系,1）根據(jù)電路的節(jié)點定律：,3、晶體管的三個極電流分配原則及關系,2）根據(jù)晶體管內部結構形成的電流分配原則：,,共射直流電流放大系數(shù)，取值范圍在20200之間。,3、晶體管的三個極電流分配原則及關系,由于基極電流 IB<<集電極IC；或 ：,3）根據(jù)以上電流關系：,**晶體管三個極電流關系：,------共射直流電流放大系數(shù),------共射交流電流放大系數(shù),一般認為：

5、,通常有兩種電流放大系數(shù)：,三、晶體管的共射特性曲線,1. 輸入特性（晶體管IB 與UBE 的關系曲線）,,,工作壓降： 硅管UBE0.60.7V, 鍺管UBE0.20.3V。,死區(qū)電壓： 硅管00.5V，鍺管00.2V。,晶體管的輸入特性曲線與二極管的正向特性曲線基本一致，uCE1V以后特性曲線基本穩(wěn)定。,uCE1V時對應的特性曲線,2. 輸出特性(晶體管iC 與uCE 的關系曲線）,,此區(qū)域滿足IC=IB稱為線性區(qū)（放大區(qū):發(fā)射結正偏，集電結反偏）。,IC只與IB有關，IC=IB。,,此區(qū)域中UCEUBE, 發(fā)射結、集電結正偏，IBIC，UCE0.3V稱為飽和區(qū)。,,,飽和電壓UCES,,

6、此區(qū)域中 : IB=0, IC=ICEO, UBE< 死區(qū)電壓，稱為截止區(qū)：發(fā)射結、集電結反向偏置。,,,穿透電流ICEO,**輸出特性三個區(qū)域的特點:,放大區(qū)：發(fā)射結正偏，集電結反偏。 即： IC=IB , 且 IC = IB,(2) 飽和區(qū)：發(fā)射結正偏，集電結正偏。 即：UCEUBE ， IBIC，UCE0.3V,(3) 截止區(qū)：發(fā)射結反偏，集電結反偏。 UBE< 死區(qū)電壓， IB=0 ， IC=ICEO 0,**三極管工作狀態(tài)判斷方法（以NPN硅管為例）,,1）,2）利用晶體管三個極電位判斷兩個PN結的工作情況，確定晶體管的工作狀態(tài)： 兩個PN結均正向偏

7、置，晶體管處于飽和狀態(tài)； 兩個PN結均反向偏置，晶體管處于截止狀態(tài)； 發(fā)射結正向偏置，集電結反向偏置，晶體管處于放大狀態(tài)。,3）晶體管工作在放大狀態(tài)時，三個極電位的關系基本滿足： NPN型硅晶體管VC、VB、VE電位由高到低, PNP型鍺晶體管VC、VB、VE電位由低到高; 且硅管UBE= 0.7V,鍺管 |UBE|= 0.3V 。,四、晶體管的主要參數(shù)正確使用、選擇晶體管的主要依據(jù)。 （P34),1、電流放大倍數(shù) 體現(xiàn)晶體管的放大能力。 = IC/ IB 或 =IC/ IB 2、極限參數(shù)體現(xiàn)晶體管的使用范圍。 1）最大集電極耗散功率PCM 當晶體管正常工作時，允許的最大功

8、耗是一個確定值。 PCM = ICM UCEM 在晶體管輸出特性曲線上畫出過耗曲線確定晶體管的工作范圍。,PCM = ICM UCEM,,晶體管 過耗曲線,2）最大集電極電流 ICM 在一定條件下，晶體管允許通過的最大電流。 3）極間反向擊穿電壓UCBO 、UCEO 晶體管的某一電極開路時，另外兩個電極間允許加的最高反向電壓。,五、溫度對晶體管參數(shù)的影響（P36)：,溫度升高： ICBO （集電極---基極反向飽和電流） 增大，導致ICEO （穿透電流）增大； IB增大，導致IC增大 UBE減小（負溫度系數(shù)）。,,【例1】判斷以下三極管的工作狀態(tài)。,放大,飽和,截

9、止,六、例題分析,【例2】現(xiàn)已測得某電路中幾只晶體管三個極的直流電位如下，各晶體管開啟電壓均為0.5V。試判斷各管的工作狀態(tài)。,放大,放大,飽和,截止,【例3】測得放大電路中六只晶體管的直流電位如圖所示。在圓圈中畫出管子，并分別說明它們是硅管還是鍺管。,,解題思路,(1)三極管處于放大狀態(tài),(2)確定三個電極,(3)確定三極管為硅管還是鍺管,(4)確定為何種類型,【例3】測得放大電路中晶體管的直流電位如圖所示。在圓圈中畫出管子，并分別說明它們是硅管還是鍺管。,c,c,c,c,c,c,硅PNP,鍺PNP,鍺PNP,硅NPN,鍺NPN,硅NPN,b,b,b,b,b,b,e,e,e,e,e,e,【例

10、4】判斷各電路中晶體管是否有可能工作在放大狀態(tài)。,,,,,,基本要求： 1、掌握三極管的結構； 2、掌握三極管的輸入輸出特性，會進行狀態(tài)判斷。 3、了解場效應管的工作情況及工作特點。,P70 作業(yè)：1.9 （1.12選作） （做到書上隨機檢查）,小結, 1.4 場效應管（FET）,場效應管與三極管的區(qū)別與聯(lián)系 1、區(qū)別：場效應管是電壓控制元件， 即柵源極電壓（uGS）控制漏極電流（iD）； 而三極管是電流控制元件， 即基極電流（iB）控制集電極電流（iC）。,2、聯(lián)系：兩種元件在電路中起的作用類似 在模擬電路中具有放大作用； 在數(shù)字電路中起開關作用。,結型場效應管（ JEFT）,絕緣柵 場效應管 （MOS）,P溝道,N溝道,,正常工作時PN結加反向電壓，,P溝道,N溝道,,,耗盡型,增強型,耗盡型,,,,,,均有夾斷電壓uGS（off )且uGS=0時iD 0。,,有開啟電壓uon,且uGS=0時iD = 0。,場效應管的符號及特性曲線,注意： UGS(th) N 0 UGS(th) P <0,P溝道增強型場效應管,N 溝道增強型場效應管,當: Ui