第第9章章 二极管和晶体管二极管和晶体管9.3 9.3 稳压管二极管稳压管二极管稳压管二极管稳压管二极管9.4 9.4 晶体管晶体管晶体管晶体管9.2 9.2 二极管二极管二极管二极管9.1 9.1 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*9.5 *9.5 光电器件光电器件光电器件光电器件9.1 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：半导体的导电特性：半导体的导电特性：光敏性：光敏性：光敏性：光敏性：受光照后，其导电能力大大增强；受光照后，其导电能力大大增强；热敏性：热敏性：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；掺杂性：掺杂性：掺杂性：掺杂性：在半导体中掺入少量特殊杂质，其导电在半导体中掺入少量特殊杂质，其导电 能力极大地增强；能力极大地增强；( ( ( (可做成温度敏感元件，如热敏电阻可做成温度敏感元件，如热敏电阻可做成温度敏感元件，如热敏电阻可做成温度敏感元件，如热敏电阻) ) ) )( ( ( (可做成各种光敏元件，如光敏电阻、可做成各种光敏元件，如光敏电阻、可做成各种光敏元件，如光敏电阻、可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电池等光敏二极管、光敏三极管、光电池等光敏二极管、光敏三极管、光电池等光敏二极管、光敏三极管、光电池等) ) ) )( ( ( (可做成各种不同用途的半导体器件，如可做成各种不同用途的半导体器件，如可做成各种不同用途的半导体器件，如可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三极管和晶闸管等二极管、三极管和晶闸管等二极管、三极管和晶闸管等二极管、三极管和晶闸管等) ) ) )。9.1.19.1.1 本征半导体本征半导体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。完全纯净的、具有晶体结构的半导体。完全纯净的、具有晶体结构的半导体。完全纯净的、具有晶体结构的半导体。最常用的半导体是最常用的半导体是最常用的半导体是最常用的半导体是硅硅硅硅(Si) (Si) 和和和和 锗锗锗锗( (GeGe) )。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 Si Si Si Si价电子价电子SiSi 2 2 8 8 4 4GeGe 2 2 8 818184 4本征半导体的导电机理：本征半导体的导电机理：本征半导体的导电机理：本征半导体的导电机理： Si Si Si Si价电子价电子空穴空穴自由电子自由电子在常温下，由于热激发在常温下，由于热激发在常温下，由于热激发在常温下，由于热激发( (温度升高或受光照温度升高或受光照温度升高或受光照温度升高或受光照) )本征激发本征激发带负电带负电带负电带负电带正电带正电带正电带正电载流子载流子载流子载流子自由电子自由电子自由电子自由电子空穴空穴空穴空穴温度越高，晶体中产生的温度越高，晶体中产生的温度越高，晶体中产生的温度越高，晶体中产生的的自由电子越多。的自由电子越多。的自由电子越多。的自由电子越多。当半导体两端加上外电压时，在半导体中将当半导体两端加上外电压时，在半导体中将当半导体两端加上外电压时，在半导体中将当半导体两端加上外电压时，在半导体中将出现两部分电流：出现两部分电流：出现两部分电流：出现两部分电流： (1)(1) 自由电子自由电子自由电子自由电子作定向运动作定向运动作定向运动作定向运动 电子电流电子电流电子电流电子电流 (2)(2) 价电子价电子价电子价电子递补空穴递补空穴递补空穴递补空穴 空穴电流空穴电流空穴电流空穴电流(2) (2) 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, , 其导电性能很弱。其导电性能很弱。其导电性能很弱。其导电性能很弱。注意：注意：注意：注意：(1) (1) 本征本征本征本征半导体中存在数量相同的载流子。半导体中存在数量相同的载流子。半导体中存在数量相同的载流子。半导体中存在数量相同的载流子。 自由电子和自由电子和自由电子和自由电子和空穴空穴空穴空穴成对产生成对产生成对产生成对产生，又不断，又不断，又不断，又不断复合复合复合复合，在一定，在一定，在一定，在一定温度下，达到动态平衡。温度下，达到动态平衡。温度下，达到动态平衡。温度下，达到动态平衡。(3) (3) 温度愈高，温度愈高，温度愈高，温度愈高， 载流子的数目愈多载流子的数目愈多载流子的数目愈多载流子的数目愈多, ,半导体的导电性半导体的导电性半导体的导电性半导体的导电性能也愈好。能也愈好。能也愈好。能也愈好。温度对半导体器件性能影响很大。温度对半导体器件性能影响很大。温度对半导体器件性能影响很大。温度对半导体器件性能影响很大。9.1.2 N9.1.2 N型半导体和型半导体和型半导体和型半导体和 P P 型半导体型半导体型半导体型半导体 Si Si Si Si p+多余多余电子电子磷原子失去一个磷原子失去一个电子变为正离子电子变为正离子在常温下即可变在常温下即可变为自由电子为自由电子一、一、N型半导体型半导体在在在在N N 型半导体中，型半导体中，型半导体中，型半导体中，自由电子是多数载自由电子是多数载自由电子是多数载自由电子是多数载流子，空穴是少数流子，空穴是少数流子，空穴是少数流子，空穴是少数载流子。载流子。载流子。载流子。掺入五价元素掺入五价元素，如磷元素，如磷元素( (又称电子又称电子又称电子又称电子半导体半导体半导体半导体) ) P P 2 2 8 8 5 5二、二、P型半导体型半导体 ( (又称空又称空又称空又称空穴半导体穴半导体穴半导体穴半导体) )掺入三价元素掺入三价元素，如硼元素，如硼元素 Si Si Si Si在在在在P P 型半导体中，型半导体中，型半导体中，型半导体中，空穴是多数载流子，空穴是多数载流子，空穴是多数载流子，空穴是多数载流子，自由电子是少数载自由电子是少数载自由电子是少数载自由电子是少数载流子。流子。流子。流子。B硼原子硼原子得到一个电得到一个电得到一个电得到一个电子变为负离子子变为负离子子变为负离子子变为负离子空穴空穴注意：注意：注意：注意：无论无论无论无论N N型或型或型或型或P P型半导体都是中性的，对外型半导体都是中性的，对外型半导体都是中性的，对外型半导体都是中性的，对外不显电性。不显电性。不显电性。不显电性。B B 2 2 3 3练习题：练习题： 1. 1. 在杂质半导体中多子的数量与在杂质半导体中多子的数量与在杂质半导体中多子的数量与在杂质半导体中多子的数量与 （a. a. 掺杂浓度、掺杂浓度、掺杂浓度、掺杂浓度、b.b.温度）有关。温度）有关。温度）有关。温度）有关。 2. 2. 在杂质半导体中少子的数量与在杂质半导体中少子的数量与在杂质半导体中少子的数量与在杂质半导体中少子的数量与 （a. a. 掺杂浓度、掺杂浓度、掺杂浓度、掺杂浓度、b.b.温度）有关。温度）有关。温度）有关。温度）有关。 3. 3. 当温度升高时，少子的数量当温度升高时，少子的数量当温度升高时，少子的数量当温度升高时，少子的数量 （a. a. 减少、减少、减少、减少、b. b. 不变、不变、不变、不变、c. c. 增多）。增多）。增多）。增多）。a ab bc c4. 4. 在外加电压的作用下，在外加电压的作用下，在外加电压的作用下，在外加电压的作用下，P P 型半导体中的电流型半导体中的电流型半导体中的电流型半导体中的电流主要是主要是主要是主要是 ，N N 型半导体中的电流主要是型半导体中的电流主要是型半导体中的电流主要是型半导体中的电流主要是 。 （a. a. 电子电流、电子电流、电子电流、电子电流、b.b.空穴电流）空穴电流）空穴电流）空穴电流） b ba a9.1.3 PN9.1.3 PN结及其单向导电性结及其单向导电性结及其单向导电性结及其单向导电性在在N型型(或或P型型)半导体局部再掺入浓度较大的三价半导体局部再掺入浓度较大的三价(五价五价)杂质，使其变为杂质，使其变为P型型(或或N型型)半导体。在半导体。在P型型半导体和半导体和N型半导体的交界面就形成型半导体的交界面就形成PN结结。PNPN 结结构成半导体器件的共同基础构成半导体器件的共同基础 P接正、接正、N接负接负 结论：结论：结论：结论：PN PN 结加正向电压时，结加正向电压时，结加正向电压时，结加正向电压时，PNPN结变窄，正向电阻较小，正向电结变窄，正向电阻较小，正向电结变窄，正向电阻较小，正向电结变窄，正向电阻较小，正向电流较大，流较大，流较大，流较大，PNPN结处于结处于结处于结处于导通状态导通状态导通状态导通状态。1. PN结加正向电压结加正向电压（正向偏置）（正向偏置）PNPN 结结+RIF2. PN结加反向电压结加反向电压（反向偏置）（反向偏置） P接负、接负、N接正接正PNPN 结结+RIR结论：结论：结论：结论： PN PN 结加反向电压时，结加反向电压时，结加反向电压时，结加反向电压时，PNPN结变宽，反向电阻很大，反向电结变宽，反向电阻很大，反向电结变宽，反向电阻很大，反向电结变宽，反向电阻很大，反向电流很小，流很小，流很小，流很小，PNPN结处于结处于结处于结处于截止状态截止状态截止状态截止状态。9.2 9.2 二极管二极管二极管二极管 把把PN结用管壳封装，然后在结用管壳封装，然后在P区和区和N区分别向外区分别向外引出一个电极，即可构成一个二极管。引出一个电极，即可构成一个二极管。二极管是电二极管是电子技术中最基本的半导体器件之一。根据其用途分子技术中最基本的半导体器件之一。根据其用途分有有检波管检波管、开关管开关管、稳压管稳压管、整流管整流管和和发光二极管发光二极管等。等。硅高频检波管硅高频检波管开关管开关管稳压管稳压管整流管整流管发光二极管发光二极管9.2.1 基本结构基本结构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 ) 点接触型点接触型特点：特点：特点：特点：结面积小、结电结面积小、结电结面积小、结电结面积小、结电容小、正向电流小。容小、正向电流小。容小、正向电流小。容小、正向电流小。 用于检波和变频等用于检波和变频等用于检波和变频等用于检波和变频等高频电路。高频电路。高频电路。高频电路。铝合金小球铝合金小球N型硅型硅阳极引线阳极引线PN结结金锑合金金锑合金底座底座阴极引线阴极引线( b ) 面接触型面接触型特点：特点：特点：特点：结面积大、结电结面积大、结电结面积大、结电结面积大、结电容大，正向电流大。容大，正向电流大。容大，正向电流大。容大，正向电流大。 用于工频大电流整用于工频大电流整用于工频大电流整用于工频大电流整流电路。流电路。流电路。流电路。符号：符号：符号：符号：阴极阴极阳极阳极D9.2.2 9.2.2 伏安特性伏安特性伏安特性伏安特性特点：特点：特点：特点：非线性非线性非线性非线性正向特性正向特性正向特性正向特性+U/VI/mAI/A6040200.4 0.8O25502040死区死区死区死区电压电压电压电压硅管：硅管：硅管：硅管：0.5V0.5V锗管：锗管：锗管：锗管：0 0.1V.1V导通导通导通导通压降压降压降压降硅管：硅管：硅管：硅管：0.60.7V0.60.7V锗管：锗管：锗管：锗管：0.20.3V0.20.3V外加电压大于死区电压外加电压大于死区电压外加电压大于死区电压外加电压大于死区电压, , , ,二极管才能导通。二极管才能导通。二极管才能导通。二极管才能导通。反向特性反向特性+反向电流在一定电压反向电流在一定电压反向电流在一定电压反向电流在一定电压范围内保持常数。范围内保持常数。范围内保持常数。范围内保持常数。反向击穿反向击穿反向击穿反向击穿电压电压电压电压U U(BR)(BR)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电压电压电压, , , ,二极管被二极管被二极管被二极管被击穿，失击穿，失击穿，失击穿，失去单向导电性。去单向导电性。去单向导电性。去单向导电性。9.2.3 9.2.3 主要参数主要参数主要参数主要参数 选择管子的依据选择管子的依据选择管子的依据选择管子的依据1. 1. 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 IOMOM指二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正指二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正指二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正指二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。向平均电流。向平均电流。向平均电流。2. 2. 反向工作峰值电压反向工作峰值电压反向工作峰值电压反向工作峰值电压U URWMRWM是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压。是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压。是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压。是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压。3. 3. 反向峰值电流反向峰值电流反向峰值电流反向峰值电流 I IRMRM指二极管加反向工作峰值电压时的反向电流值。指二极管加反向工作峰值电压时的反向电流值。指二极管加反向工作峰值电压时的反向电流值。指二极管加反向工作峰值电压时的反向电流值。反向电流大，说明管子的单向导电性差，受温度的反向电流大，说明管子的单向导电性差，受温度的反向电流大，说明管子的单向导电性差，受温度的反向电流大，说明管子的单向导电性差，受温度的影响大。硅管的反向电流较小影响大。硅管的反向电流较小影响大。硅管的反向电流较小影响大。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。锗管的反向电流较大。锗管的反向电流较大。9.2.4 9.2.4 二极管电路分析举例二极管电路分析举例二极管电路分析举例二极管电路分析举例 * *定性分析：定性分析：判断二极管的工作状态判断二极管的工作状态导通导通截止截止否则，正向压降否则，正向压降否则，正向压降否则，正向压降硅管：硅管：硅管：硅管：0 0 0 0.6 0.7V.6 0.7V锗锗锗锗管：管：管：管：0 0.2 .2 0.3V 0.3V* * * *分析方法：分析方法：分析方法：分析方法：将二极管断开，分析二极管阳极和阴极将二极管断开，分析二极管阳极和阴极将二极管断开，分析二极管阳极和阴极将二极管断开，分析二极管阳极和阴极电位的高低或二极管两端电压电位的高低或二极管两端电压电位的高低或二极管两端电压电位的高低或二极管两端电压U UD D的正负。的正负。的正负。的正负。若若若若 V V阳阳阳阳 VV阴阴阴阴或或或或 U UD D 0( 0( 正向偏置正向偏置正向偏置正向偏置 ) )，二极管导通，二极管导通，二极管导通，二极管导通 若二极管是理想的，若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零，正向导通时正向管压降为零，正向导通时正向管压降为零，正向导通时正向管压降为零，相当于短路；反向截止时二极管相当于断开。相当于短路；反向截止时二极管相当于断开。相当于短路；反向截止时二极管相当于断开。相当于短路；反向截止时二极管相当于断开。若若若若 V V阳阳阳阳 VV阴阴阴阴或或或或 U UD D 0( VV阴阴阴阴 ，二极管导通。，二极管导通。，二极管导通。，二极管导通。若忽略管压降，则若忽略管压降，则若忽略管压降，则若忽略管压降，则U UABAB = = 6V6V。否则，否则，否则，否则， U UABAB= = 6.36.3或或或或 6.7V6.7V。此例中，二极管起此例中，二极管起此例中，二极管起此例中，二极管起钳位作用。钳位作用。钳位作用。钳位作用。 例例2：已知：已知：已知：已知：u ui i =18sin=18sin t t V V，二极管是理想的，二极管是理想的，二极管是理想的，二极管是理想的，试画出试画出试画出试画出 u uo o 波形。波形。波形。波形。D D8V8VR Ru uo ou ui i+ + + u ui i18V18VO O解：断开二极管，选取参解：断开二极管，选取参解：断开二极管，选取参解：断开二极管，选取参考点，分析二极管阳极和考点，分析二极管阳极和考点，分析二极管阳极和考点，分析二极管阳极和阴极的电位。阴极的电位。阴极的电位。阴极的电位。V V阳阳阳阳 = = u ui i ，V V阴阴阴阴 = 8V= 8V当当当当u ui i 8V 8V，二极管导通，二极管导通，二极管导通，二极管导通，u uo o = 8V = 8V当当当当u ui i 8V U UDBDBD DA A优先导通，优先导通，优先导通，优先导通，D DB B截止。截止。截止。截止。若二极管的正向压降为若二极管的正向压降为若二极管的正向压降为若二极管的正向压降为0.3V0.3V，则，则，则，则V VY Y=2.7 V=2.7 V。此例中，此例中，此例中，此例中， D DA A起起起起钳位作用钳位作用钳位作用钳位作用；D DB B起起起起隔离作用隔离作用隔离作用隔离作用。 门电路门电路门电路门电路( (或门或门或门或门) )练习题：练习题：1 1、电路如图所示，二极管为理想二极管。电路如图所示，二极管为理想二极管。电路如图所示，二极管为理想二极管。电路如图所示，二极管为理想二极管。则则则则U Uo o 为（为（为（为（ ）。）。）。）。 (a) (a) - - - -12V (b) 12V (b) - - - -9V (c) 9V (c) - - - -3V 3V 2 2、电路如图所示，二极管为理想二极管。电路如图所示，二极管为理想二极管。电路如图所示，二极管为理想二极管。电路如图所示，二极管为理想二极管。则则则则U Uo o 为（为（为（为（ ）。）。）。）。 (a) (a) 4 4V (b) 1V (c) 10V V (b) 1V (c) 10V D11V10k Uo+ +- - - -D24V+ +- - - -+10V图图2D12V9V3k Uo+ +- - - -+ +- - - -图图1b bb b9.3 稳压二极管稳压二极管稳压管是一种稳压管是一种稳压管是一种稳压管是一种特殊的面接触型特殊的面接触型特殊的面接触型特殊的面接触型的半导体硅二极管。的半导体硅二极管。的半导体硅二极管。的半导体硅二极管。一、符号一、符号一、符号一、符号 _+二、伏安特性二、伏安特性二、伏安特性二、伏安特性UIO+正向正向( ( ( (二极管二极管二极管二极管) ) ) ) _+反向反向( ( ( (稳压管稳压管稳压管稳压管) ) ) ) 稳压管正常工作时稳压管正常工作时稳压管正常工作时稳压管正常工作时加反向电压加反向电压加反向电压加反向电压UZIZIZM UZ IZ稳压管工作在稳压管工作在稳压管工作在稳压管工作在反向击穿区。反向击穿区。反向击穿区。反向击穿区。稳压原理：稳压原理： IZ大大大大 UZ小小小小使用时要加限流电阻。使用时要加限流电阻。使用时要加限流电阻。使用时要加限流电阻。三、主要参数三、主要参数1 1 1 1、稳定电压、稳定电压、稳定电压、稳定电压U UZ Z 稳压管在正常工作下管子两端的电压。稳压管在正常工作下管子两端的电压。稳压管在正常工作下管子两端的电压。稳压管在正常工作下管子两端的电压。2 2 2 2、电压温度系数、电压温度系数、电压温度系数、电压温度系数 环境温度每变化环境温度每变化环境温度每变化环境温度每变化1 1 C C引起引起引起引起稳压值变化的稳压值变化的稳压值变化的稳压值变化的百分数百分数百分数百分数。3 3 3 3、动态电阻、动态电阻、动态电阻、动态电阻4 4 4 4、稳定电流、稳定电流、稳定电流、稳定电流 I IZ Z 、最大稳定电流最大稳定电流最大稳定电流最大稳定电流 I IZMZM5 5 5 5、最大允许耗散功率、最大允许耗散功率、最大允许耗散功率、最大允许耗散功率P PZMZM：P PZM ZM = = U UZ Z I IZMZMrZ愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。愈小，曲线愈陡，稳压性能愈好。四、稳压电路四、稳压电路四、稳压电路四、稳压电路UiRRLDZ+ Uo+ 稳压管必须与负载稳压管必须与负载稳压管必须与负载稳压管必须与负载并联并联并联并联。 U Uo o = =U UZ Z限流电阻限流电阻例例例例1 1 如图所示电路，已知如图所示电路，已知如图所示电路，已知如图所示电路，已知U Ui i=20V=20V，R R=1k=1k ， R RL L=2k=2k ，稳压管的稳压管的稳压管的稳压管的U UZ Z=10V=10V，I IZMZM=8mA=8mA。求电流求电流求电流求电流I IR R、I IZ Z和和和和I IL L。UiRRLDZ+ Uo+ IRIZIL解解:例例2：用两只用两只用两只用两只U UZ Z=6V=6V、正向、正向、正向、正向压压降降降降为为0.6V0.6V的的的的稳压稳压二极管和限流二极管和限流二极管和限流二极管和限流电电阻可以阻可以阻可以阻可以组组成几种不同成几种不同成几种不同成几种不同输输出出出出电压电压的的的的电电路？路？路？路？解：解：解：解：UiR+ Uo+ Uo=12VUiR+ Uo+ Uo=6.6VUiR+ Uo+ Uo=1.2V9.4 晶体管晶体管基极基极基极基极发射极发射极发射极发射极集电极集电极集电极集电极NPNNPN型三极管型三极管型三极管型三极管9.4.1 9.4.1 基本结构基本结构基本结构基本结构BECNNP集电区集电区集电区集电区基区基区基区基区发射区发射区发射区发射区集电结集电结集电结集电结发射结发射结发射结发射结符号：符号：符号：符号：BEC基极基极基极基极发射极发射极发射极发射极集电极集电极集电极集电极PNPPNP型三极管型三极管型三极管型三极管BECPPN集电区集电区集电区集电区基区基区基区基区发射区发射区发射区发射区集电结集电结集电结集电结发射结发射结发射结发射结BEC大功率低频三极管大功率低频三极管小功率高频三极管小功率高频三极管中功率低频三极管中功率低频三极管 目前国内生产的双极型硅晶体管多为目前国内生产的双极型硅晶体管多为NPN型型(3D系系列列)，锗晶体管多为，锗晶体管多为PNP型型(3A系列系列)。按频率高低有。按频率高低有高频管、低频管之别；根据功率大小可分为大、中、高频管、低频管之别；根据功率大小可分为大、中、小功率管。小功率管。 9.4.2 9.4.2 电流分配和放大原理电流分配和放大原理电流分配和放大原理电流分配和放大原理1. 1. 三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件三极管放大的外部条件发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏N NN NP PEBRBE EC CRCB BE EC CE EC C E EB B从电位的角度看：从电位的角度看：从电位的角度看：从电位的角度看：NPNNPN管管管管PNPPNP管管管管发射结正偏发射结正偏发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏集电结反偏集电结反偏电位关系电位关系电位关系电位关系V VB B V VE EV VC C V VB BV VC C VVB B V VE E集电极电集电极电集电极电集电极电位最高位最高位最高位最高V VB B V VE EV VC C V VB BV VC C VVB B V VE E发射极电发射极电发射极电发射极电位最高位最高位最高位最高2. 2. 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IBUCEB BE EC CEBRBuAVmAmAVECICIE+UBE+I IB B(mA(mA) )00.020.040.060.080.10I IC C(mA(mA) ) 0.0010.701.502.303.103.95I IE E(mA(mA) ) 0， UCE 0PNPPNP型三极管型三极管型三极管型三极管BECIBICIE+- -UBEUCE- -+-+UBE 0， UCE 09.4.39.4.3 特性曲线特性曲线特性曲线特性曲线 用来表示用来表示晶体管各极电压与电流的之间相互晶体管各极电压与电流的之间相互关系关系曲线。曲线。 反映了晶体管的性能，是分析放大电路的依据。反映了晶体管的性能，是分析放大电路的依据。IBUCEB BE EC CEBRBuAVmAmAVECICIE+UBE+重点讨论重点讨论共射极放大电路共射极放大电路。输入回路输入回路输出回路输出回路1.1. 输入特性输入特性输入特性输入特性特点特点特点特点: : : :非线性非线性非线性非线性死区电压死区电压死区电压死区电压硅管硅管硅管硅管0.50.50.50.5V V锗管锗管锗管锗管0.10.10.10.1V VIB( A)UBE(V)204060800.40.8UCE 1VO正常工作时发射结电压：正常工作时发射结电压：正常工作时发射结电压：正常工作时发射结电压： NPNNPN型硅管型硅管型硅管型硅管 U UBEBE 0.6 0.7V 0.6 0.7VPNPPNP型锗管型锗管型锗管型锗管 U UBEBE 0.2 0.2 0.3V0.3V2. 2. 输出特性输出特性输出特性输出特性IB=020 A40 A60 A80 A100 A36IC(mA)1234UCE(V)912O放大区放大区输出特性曲线通常分三个工作区：输出特性曲线通常分三个工作区：输出特性曲线通常分三个工作区：输出特性曲线通常分三个工作区：(1) (1) 放大区放大区放大区放大区I IC C= = I IB B ，也也也也称为线性区，称为线性区，称为线性区，称为线性区，具有恒流特性。具有恒流特性。具有恒流特性。具有恒流特性。发射结正偏、集电发射结正偏、集电发射结正偏、集电发射结正偏、集电结反偏。结反偏。结反偏。结反偏。I IB B=0=02020 A A4040 A A6060 A A8080 A A100100 A A3 36 6I IC C( (mmA A ) )1 12 23 34 4U UCECE(V)(V)9 91212O（2 2）截止区）截止区）截止区）截止区I IB B 0 0 以下区域为以下区域为以下区域为以下区域为截止区，有截止区，有截止区，有截止区，有 I IC C 0 0 。 在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反向偏置，晶体管工作于截止状态。向偏置，晶体管工作于截止状态。向偏置，晶体管工作于截止状态。向偏置，晶体管工作于截止状态。U UCECE U UCCCC饱饱饱饱和和和和区区区区截止区截止区截止区截止区（3 3）饱和区）饱和区）饱和区）饱和区 当当当当U UCECE U UBEBE时时时时，晶体晶体晶体晶体管工作于饱和状态。管工作于饱和状态。管工作于饱和状态。管工作于饱和状态。 在饱和区，在饱和区，在饱和区，在饱和区， I IB B I IC C，发射结处于正向偏置，发射结处于正向偏置，发射结处于正向偏置，发射结处于正向偏置，集电结也处于正集电结也处于正集电结也处于正集电结也处于正偏。偏。偏。偏。 深度饱和时，深度饱和时，深度饱和时，深度饱和时， 硅管硅管硅管硅管U UCES CES 0.3V 0.3V， 锗管锗管锗管锗管U UCES CES 0.1V0.1V。9.4.4 9.4.4 主要参数主要参数主要参数主要参数直流电流放大系数：直流电流放大系数：直流电流放大系数：直流电流放大系数：交流电流放大系数：交流电流放大系数：交流电流放大系数：交流电流放大系数：当晶体管接成发射极电路时，当晶体管接成发射极电路时，当晶体管接成发射极电路时，当晶体管接成发射极电路时，注意：注意：注意：注意： 和和和和 的含义不同，但在特性曲线近于平行的含义不同，但在特性曲线近于平行的含义不同，但在特性曲线近于平行的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且等距并且等距并且等距并且 I ICE0 CE0 较小的情况下，两者数值接近。较小的情况下，两者数值接近。较小的情况下，两者数值接近。较小的情况下，两者数值接近。常用晶体管的常用晶体管的常用晶体管的常用晶体管的 值在值在值在值在20 20020 200之间。之间。之间。之间。1 1、电流放大系数、电流放大系数、电流放大系数、电流放大系数 ，例：在例：在例：在例：在U UCECE= 6 V= 6 V时，时，时，时， 在在在在 QQ1 1 点点点点I IB B=40=40 A, A, I IC C=1.5mA=1.5mA； 在在在在 QQ2 2 点点点点I IB B=60 =60 A, A, I IC C=2.3mA=2.3mA。在以后的计算中，一般作近似处理：在以后的计算中，一般作近似处理：在以后的计算中，一般作近似处理：在以后的计算中，一般作近似处理： = = = = 。I IB B=0=02020 A A4040 A A6060 A A8080 A A100100 A A3 36 6I IC C( (mmA A ) )1 12 23 34 4U UCECE(V)(V)9 912120 0QQ1 1QQ2 2在在在在 QQ1 1 点，有点，有点，有点，有由由由由 QQ1 1 和和和和QQ2 2点，得点，得点，得点，得2 2、集、集、集、集- -基极反向截止电流基极反向截止电流基极反向截止电流基极反向截止电流 I ICBOCBO I ICBOCBO是由少数载流子的是由少数载流子的是由少数载流子的是由少数载流子的漂移运动所形成的电流，漂移运动所形成的电流，漂移运动所形成的电流，漂移运动所形成的电流，受温度的影响大。受温度的影响大。受温度的影响大。受温度的影响大。 温度温度温度温度I ICBOCBO ICBO A+EC3. 3.集集集集- - - -射极反向截止电流射极反向截止电流射极反向截止电流射极反向截止电流( ( ( (穿透电流穿透电流穿透电流穿透电流) ) ) )I ICEOCEO I ICEOCEO受温度的影响大。受温度的影响大。受温度的影响大。受温度的影响大。温度温度温度温度I ICEOCEO 。 I ICEOCEO越小越好。越小越好。越小越好。越小越好。 AICEOIB=0+4 4、集电极最大允许电流集电极最大允许电流集电极最大允许电流集电极最大允许电流 I ICMCM5 5、集集集集- - - -射极反向击穿电压射极反向击穿电压射极反向击穿电压射极反向击穿电压U U(BR)CEO(BR)CEO集电极电流集电极电流集电极电流集电极电流 I IC C 上升会导致三极管的上升会导致三极管的上升会导致三极管的上升会导致三极管的 值的下降，值的下降，值的下降，值的下降，当当当当 值下降到正常值的三分之二时的集电极电值下降到正常值的三分之二时的集电极电值下降到正常值的三分之二时的集电极电值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为流即为流即为流即为I ICMCM。当集当集当集当集射极之间的电压射极之间的电压射极之间的电压射极之间的电压U UCE CE 超过一定的数值时，超过一定的数值时，超过一定的数值时，超过一定的数值时，三极管就会被击穿。三极管就会被击穿。三极管就会被击穿。三极管就会被击穿。6 6、集电极最大允许耗散功耗集电极最大允许耗散功耗集电极最大允许耗散功耗集电极最大允许耗散功耗P PCMCMP PCMCM取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过高会烧坏三极管。升过高会烧坏三极管。升过高会烧坏三极管。升过高会烧坏三极管。 P PC C P PCM CM = =I IC C U UCECE晶体管的安全工作区晶体管的安全工作区晶体管的安全工作区晶体管的安全工作区I IC CU UCECE=P=PCMCMICMU(BR)CEO安全工作区安全工作区ICUCEO例例1: 放大电路中三极管放大电路中三极管放大电路中三极管放大电路中三极管3 3个电极的电位为下列各组数个电极的电位为下列各组数个电极的电位为下列各组数个电极的电位为下列各组数据，试确定各点为对应的电极和三极管的类型。据，试确定各点为对应的电极和三极管的类型。据，试确定各点为对应的电极和三极管的类型。据，试确定各点为对应的电极和三极管的类型。（是（是（是（是PNPPNP管还是管还是管还是管还是NPNNPN管，是硅管还是锗管？）管，是硅管还是锗管？）管，是硅管还是锗管？）管，是硅管还是锗管？）（1 1）5V5V，1.2V1.2V，0.5V 0.5V （2 2）6V6V，5.8V5.8V，1V1V(1) (1) U UBEBE=0.7V =0.7V 硅管，硅管，硅管，硅管，NPNNPN型型型型 V VC C=5V=5V，V VB B=1.2V =1.2V ，V VE E=0.5V =0.5V 解解:* * 一般先设法确定一般先设法确定一般先设法确定一般先设法确定B B、E E极，再确定极，再确定极，再确定极，再确定C C极。极。极。极。(2) (2) U UBEBE= = 0.2V 0.2V 锗管，锗管，锗管，锗管，PNPPNP型型型型 V VC C=1V=1V，V VB B=5.8V =5.8V ，V VE E=6V =6V 练习题：练习题：1、用直流电压表测得工作在放大区的某晶体管三个极、用直流电压表测得工作在放大区的某晶体管三个极1，2，3的的电位分别为：电位分别为：V1= 2V，V2= 6V，V3=2.7V， 则（则（ ）。）。(a) 1为发射极为发射极 E，2 为基极为基极 B，3 为集电极为集电极 C(b) 1为发射极为发射极 E，2 为集电极为集电极 C，3 为基极为基极 B(c) 1为基极为基极B，2 为发射极为发射极 E，3 为集电极为集电极 Cb2、晶体管参数受温度影响较大，当温度升高时，晶体管的、晶体管参数受温度影响较大，当温度升高时，晶体管的 ，ICBO，UBE 的变化情况为（的变化情况为（ ）。）。(a) 增大，增大，ICBO 和和UBE 减小减小(b) 和和 ICBO 增大，增大，UBE 减小减小(c) 和和 UBE 减小，减小，ICBO 增大增大b3、对某电路中一个、对某电路中一个NPN型硅管测试，测得型硅管测试，测得UBE 0，UBC 0，则此管工作在（，则此管工作在（ ）。）。(a) 放大区放大区 (b)饱和区饱和区 (c) 截止区截止区c本章学习结束，希望同学们对本本章学习结束，希望同学们对本章内容予以重视，因为这是电子章内容予以重视，因为这是电子技术中基础的基础。技术中基础的基础。Goodbye!