上節(jié)課重點(diǎn)1、直流電源穩(wěn)壓的必要性2、集成穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用電路學(xué)習(xí)目的要知道：三極管管型、符號、三極管各電極電流關(guān)系、處于放大狀態(tài)三極管各電極電位的關(guān)系、三極管處于放大、飽和、截止三種狀態(tài)的條件。會確定：三極管放大電路三種組態(tài)；三極管在電路中的放大、飽和、截止?fàn)顟B(tài)；由三個電極電位關(guān)系確定三極管管型。會使用：三極管和光電耦合器。（場效應(yīng)管作為選學(xué)內(nèi)容處理）2.1半導(dǎo)體三極管（學(xué)習(xí)要點(diǎn)）2.1.1三極管的結(jié)構(gòu)及分類－重點(diǎn)2.1.2三極管的放大作用－電流關(guān)系是重點(diǎn)2.1.3三極管特性曲線－工作狀態(tài)及條件是重點(diǎn)2.1.4三極管的主要參數(shù)2.1.5三極管的檢測及管腳判斷項(xiàng)目2三極管和場效應(yīng)管晶體管20世紀(jì)最偉大的發(fā)明，號稱“三條腿的魔術(shù)師”，幾乎所有電子技術(shù)電路需要。2.1.1三極管的結(jié)構(gòu)及分類

三極管是由兩個PN結(jié)、三個雜質(zhì)半導(dǎo)體區(qū)域組成的，根據(jù)區(qū)域排列次序可分為NPN型和PNP型兩大類。二極管控制電流方向，三極管控制控制電流間相互關(guān)系管是基礎(chǔ)，路是主體。

一、晶體管的結(jié)構(gòu)和符號－

重點(diǎn)多子濃度高多子濃度很低，且很薄面積大晶體管有三個極、三個區(qū)、兩個PN結(jié)。小功率管中功率管大功率管為什么有孔？三極管三個區(qū)域，其作用不同，因而在制作時每個區(qū)的摻雜及面積均不相同?；鶇^(qū)很薄，摻雜濃度低，一般僅有1微米至幾十微米厚；發(fā)射區(qū)摻雜濃度高，因而多數(shù)載流子濃度也很高；集電結(jié)截面積要大于發(fā)射結(jié)截面積。三極管的這種內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，是三極管能夠起電流放大作用的內(nèi)部條件。因應(yīng)用電路多樣晶體管號稱三個腳的魔術(shù)師主要用作開關(guān)和放大2.1.2三極管的放大作用1.三極管放大的外部條件

三極管要實(shí)現(xiàn)放大作用的外部條件是發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。對于NPN型管，從電位的角度來看，三個電極間的電位關(guān)系為UC﹥UB﹥UE；而PNP型管，極性正好相反，即UE﹥UB﹥UC。2.三極管的內(nèi)部載流子的作用及放大原理NPN型三極管內(nèi)部載流子運(yùn)動規(guī)律主要有以下幾個過程。

晶體管的放大原理

擴(kuò)散運(yùn)動形成發(fā)射極電流IE，復(fù)合運(yùn)動形成基極電流IB，漂移運(yùn)動形成集電極電流IC。少數(shù)載流子的運(yùn)動因發(fā)射區(qū)多子濃度高使大量電子從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)因基區(qū)薄且多子濃度低，使極少數(shù)擴(kuò)散到基區(qū)的電子與空穴復(fù)合因集電區(qū)面積大，在外電場作用下大部分?jǐn)U散到基區(qū)的電子漂移到集電區(qū)基區(qū)空穴的擴(kuò)散雙極型半導(dǎo)體三極管的實(shí)物圖金屬封裝小功率管

塑封小功率管

塑封大功率管金屬封裝大功率管（二）工作原理三極管放大的條件（內(nèi)因、外因或外部條件）－重點(diǎn)內(nèi)部條件發(fā)射區(qū)摻雜濃度高基區(qū)薄且摻雜濃度低集電結(jié)面積大外部條件發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏外加電源與管子的連接方式NPN型管的連接方式（自查資料）PNP型管的連接方式三極管內(nèi)部載流子的傳輸過程(以NPN型為例)1)

在VBB提供的正偏電壓作用下,發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入多子電子，形成發(fā)射極電流

IE。ICN多數(shù)向BC結(jié)方向擴(kuò)散形成ICN。IE少數(shù)與空穴復(fù)合，形成IBN。IBNI

CBOIBIC2)電子到達(dá)基區(qū)后(基區(qū)空穴運(yùn)動因濃度低而忽略)ICN≈ICIBN≈IB基區(qū)空穴來源基極電源提供(IB)集電區(qū)少子漂移(ICBO)IB三個電極的電流關(guān)系:IE=IC+IB直流電流放大系數(shù):電流分配：

IE＝IB＋I(xiàn)C

IE－擴(kuò)散運(yùn)動形成的電流

IB－復(fù)合運(yùn)動形成的電流

IC－漂移運(yùn)動形成的電流穿透電流集電結(jié)反向電流直流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)為什么基極開路集電極回路會有穿透電流？三極管控制電流關(guān)系－重點(diǎn)二極管控制電流方向，三極管控制控制電流間相互關(guān)系三、晶體管的共射輸入特性和輸出特性－重點(diǎn)為什么UCE增大曲線右移？

對于小功率晶體管，UCE大于1V的一條輸入特性曲線可以取代UCE大于1V的所有輸入特性曲線。為什么像PN結(jié)的伏安特性？為什么UCE增大到一定值曲線右移就不明顯了？1.輸入特性2.輸出特性β是常數(shù)嗎？什么是理想晶體管？什么情況下?對應(yīng)于一個IB就有一條iC隨uCE變化的曲線。

為什么uCE較小時iC隨uCE變化很大？為什么進(jìn)入放大狀態(tài)曲線幾乎是橫軸的平行線？飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)晶體管的三個工作區(qū)域

晶體管工作在放大狀態(tài)時，輸出回路的電流iC幾乎僅僅決定于輸入回路的電流iB，即可將輸出回路等效為電流iB

控制的電流源iC

。狀態(tài)uBEiCuCE截止＜UonICEOVCC放大≥UonβiB≥uBE飽和≥Uon＜βiB≤uBE三極管工作狀態(tài)及條件－實(shí)用（電壓表判斷）放大：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。飽和：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。截止：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。（三）溫度對三極管特性曲線的影響1.溫度升高，輸入特性曲線向左移。溫度每升高1

C，UBE

(22.5)mV。溫度每升高10

C，ICBO

約增大1倍。2.溫度升高，輸出特性曲線向上移。OT1T2>iCuCET1iB=0T2>iB=0iB=0溫度每升高1

C，

(0.51)%。輸出特性曲線間距增大。O五、主要參數(shù)（數(shù)據(jù)手冊－設(shè)計(jì)選用）

直流參數(shù)：、、ICBO、ICEOc-e間擊穿電壓最大集電極電流最大集電極耗散功率，PCM＝iCuCE安全工作區(qū)

交流參數(shù)：β、α、fT（使β＝1的信號頻率）

極限參數(shù)：ICM、PCM、U（BR）CEO三、三極管的主要參數(shù)1、電流放大系數(shù)（1）共發(fā)射極電流放大系數(shù)iC

/mAuCE

/V50μA40μA30μA20μA10μAIB=0O24684321—直流電流放大系數(shù)

—交流電流放大系數(shù)一般為幾十

幾百（2）共基極電流放大系數(shù)

1一般在0.98以上。

Q2、極間反向飽和電流CB極間反向飽和電流

ICBO，CE極間反向飽和電流ICEO。3、極限參數(shù)1.ICM

—集電極最大允許電流，超過時

值明顯降低。U(BR)CBO

—發(fā)射極開路時C、B極間反向擊穿電壓。2.PCM—集電極最大允許功率損耗PC=iC

uCE。3.U(BR)CEO—基極開路時C、E極間反向擊穿電壓。U(BR)EBO—集電極極開路時E、B極間反向擊穿電壓。U(BR)CBO>U(BR)CEO>U(BR)EBOiCICMU(BR)CEOuCEPCMOICEO安全工作區(qū)四、光電三極管

光電三極管的工作原理是將光照后產(chǎn)生的電信號又進(jìn)行了放大，用光的強(qiáng)度來控制集電極電流的大小。

符號：ce六、光電三極管光電三極管依據(jù)光照強(qiáng)度控制集電極電流的大小，其功能等效為一只光電二極管與一只晶體管相連，并僅引出集電極和發(fā)射極討論1由圖示特性求出PCM、ICM、U（BR）CEO

、β。2.7uCE=1V時的iC就是ICMU（BR）CEO討論2：三極管數(shù)據(jù)手冊獲得方法？2.2場效應(yīng)管－了解二、結(jié)型場效晶體管三、場效晶體管的主要參數(shù)一、MOS場效應(yīng)晶體管場效應(yīng)管屬于單極性（單一載流子）晶體管，其功能類似三極管；其為電壓控制型，性能優(yōu)于三極管。一般了解。（一）N溝道增強(qiáng)型MOS場效應(yīng)晶體管一、MOS場效應(yīng)晶體管（IGFET）1.結(jié)構(gòu)與符號P型襯底(摻雜濃度低)N+N+用擴(kuò)散的方法制作兩個N區(qū)在硅片表面生一層薄SiO2絕緣層SD用金屬鋁引出源極S和漏極DG在絕緣層上噴金屬鋁引出柵極GB耗盡層S—源極SourceG—柵極GateD—漏極DrainSGDB2.工作原理（1）uGS

對iD的控制作用a.當(dāng)uGS=0

，D、S間為兩個背對背的PN結(jié)；b.當(dāng)0<uGS<UT(開啟電壓)時，G、B間的垂直電場吸引

P區(qū)中電子形成離子區(qū)(耗盡層)；c.當(dāng)uGS

UT

時，襯底中電子被吸引到表面，形成導(dǎo)電溝道。uGS

越大溝道越厚。反型層(溝道)(2)uDS

對

iD的影響(uGS>UT)

D、S間的電位差使溝道呈楔形，uDS

，靠近漏極端的溝道厚度變薄。預(yù)夾斷(UGD=

UT)：漏極附近反型層消失。預(yù)夾斷發(fā)生之前：uDS

iD

。預(yù)夾斷發(fā)生之后：uDS

iD不變。3.特性曲線2464321uGS/ViD/mAUDS=10VUT當(dāng)uGS>UT時：uGS=2UT時的

iD值輸出特性曲線可變電阻區(qū)uDS<uGS

UTuDS

iD

，直到預(yù)夾斷飽和(放大區(qū))uDS

，iD

不變

uDS加在耗盡層上，溝道電阻不變截止區(qū)uGS

UT

全夾斷iD=0

開啟電壓iD/mAuDS/VuGS=2V4V6V8V截止區(qū)

飽和區(qū)可變電阻區(qū)放大區(qū)恒流區(qū)OO轉(zhuǎn)移特性曲線