第1章基本放大电路知识讲解.ppt

主编李中发
制作李中发
2005年1月第1章半导体器件1.1PN结
1.2半导体二极管
1.3特殊二极管
1.4双极型三极管
1.5场效应晶体管1.1PN结（与自由电子的运动不同）3.在纯净半导体中掺入某些微量杂质，其导电能力将大大增强（2）P型半导体无论是P型半导体还是N型半导体都是中性的，对外不显电性。
掺入的杂质元素的浓度越高，多数载流子的数量越多。
少数载流子是热激发而产生的，其数量的多少决定于温度。半导体中载流子有扩散运动和漂移运动两种运动方式。载流子在电场作用下的定向运动称为漂移运动。在半导体中，如果载流子浓度分布不均匀，因为浓度差，载流子将会从浓度高的区域向浓度低的区域运动，这种运动称为扩散运动。
将一块半导体的一侧掺杂成P型半导体，另一侧掺杂成N型半导体，在两种半导体的交界面处将形成一个特殊的薄层→PN结。多子扩散①外加正向电压（也叫正向偏置）
外加电场与内电场方向相反，内电场削弱，扩散运动大大超过漂移运动，N区电子不断扩散到P区，P区空穴不断扩散到N区，形成较大的正向电流，这时称PN结处于导通状态。②外加反向电压（也叫反向偏置）
外加电场与内电场方向相同，增强了内电场，多子扩散难以进行，少子在电场作用下形成反向电流，因为是少子漂移运动产生的，反向电流很小，这时称PN结处于截止状态。一个PN结加上相应的电极引线并用管壳封装起来，就构成了半导体二极管，简称二极管。
半导体二极管按其结构不同可分为点接触型和面接触型两类。
点接触型二极管PN结面积很小，结电容很小，多用于高频检波及脉冲数字电路中的开关元件。
面接触型二极管PN结面积大，结电容也小，多用在低频整流电路中。（1）正向特性（1）最大整流电流IOM：指管子长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。
（2）反向击穿电压UB：指管子反向击穿时的电压值。
（3）最大反向工作电压UDRM：二极管运行时允许承受的最大反向电压（约为UB的一半）。
（4）最大反向电流IRM：指管子未击穿时的反向电流，其值越小，则管子的单向导电性越好。
（5）最高工作频率fm：主要取决于PN结结电容的大小。稳压管的主要参数：
（1）稳定电压UZ。反向击穿后稳定工作的电压。
（2）稳定电流IZ。工作电压等于稳定电压时的电流。
（3）动态电阻rZ。稳定工作范围内，管子两端电压的变化量与相应电流的变化量之比。即：rZ=ΔUZ/ΔIZ
（4）额定功率PZ和最大稳定电流IZM。额定功率PZ是在稳压管允许结温下的最大功率损耗。最大稳定电流IZM是指稳压管允许通过的最大电流。它们之间的关系是：
PZ=UZIZM1.3.2发光二极管1.3.3光电二极管1.4双极型三极管NPN型1.4.2电流分配和电流放大作用实验表明IC比IB大数十至数百倍，因而有。IB虽然很小，但对IC有控制作用，IC随IB的改变而改变，即基极电流较小的变化可以引起集电极电流较大的变化，表明基极电流对集电极具有小量控制大量的作用，这就是三极管的电流放大作用。2．输出特性曲线1.4.4三极管的主要参数1.5场效应晶体管耗尽型：UGS=0时漏、源极之间已经存在原始导电沟道。
增强型：UGS>0才能在漏、源极之间形成导电沟道。1、N沟道耗尽型场效应管的特性曲线增强型场效应管不存在原始导电沟道，UGS=0时场效应管不能导通，ID=0。UGS>0时会产生垂直于衬底表面的电场。P型衬底与绝缘层的界面将感应出负电荷层，UGS增加，负电荷数量增多，积累的负电荷足够多时，两个N+区沟通，形成导电沟道，漏、源极之间有ID出现。在一定的漏、源电压UDS下，使管子由不导通转为导通的临界栅、源电压称为开启电压UGS(th)。UGS<UGS(th)时，ID=0；UGS>UGS(th)时，随UGS的增加ID增大。按场效应管的工作情况可将漏极特性曲线分为两个区域。在虚线左边的区域内，漏、源电压UDS相对较小，漏极电流ID随UDS的增加而增加，输出电阻ro较小，且可以通过改变栅、源电压UGS的大小来改变输出电阻ro的阻值，这一区域称为可变电阻区。在虚线右边的区域内，当栅、源电压UGS为常数时，漏极电流ID几乎不随漏、源电压UDS的变化而变化，特性曲线趋于与横轴平行，输出电阻ro很大，在栅、源电压UGS增大时，漏极电流ID随UGS线性增大，这一区域称为放大区。1.5.3绝缘栅型场效应管的主要参数