二极管的结构与基本性能.docVIP

第一节 三极管的结构与基本性能 一、理想二极管的正向导通特性 二极管对电流具有单向导通的特性，硅材料二极管的正向导通电流与正向电压之间的关系曲线如图1.1.1所示。 图1.1.1 理想二极管的正向导通特性 (一)导通电压与导通通电流之间的对应关系 0.4V左右时，0.7V时明显9mV，导通电流会变化倍(二)二极管正向导通电压与导通电流之间的对应关系 (1.1.1) 或 (1.1.2) 或 (1.1.3) U0为Un为U0的基础上变化后的电压。 I0为U0时的正向导通电流，In为与Un对应的U0=0.700V时，导通电流为I0=1mA，求导通电压分别Un1=0.682V、Un2=0.691V、Un3=0.709V、Un4=0.718V时的导通电流In1、In2、In3、In4。 解：根据 (三)二极管的正向导通时的动态电阻 1、动态电阻的概念 动态电阻rd的概念指的是电压的变化量与对相应的电流变化量之比。 (1.1.4) 电阻 例如：假设二极管的U0=0.7V、静态I0=1mA，如果认为二极管正向导通电阻就等于导通电压与导通电流之比的话，此时的电阻应当为U0/I0=0.7V/1mA=700Ω。照此推论，当导通电压Un=1.4V时，相应的导通电流应当是In=2mA。而实际的结果是，当正向导通电压Un达到0.718V时(增加18mV)，电流In就已经增加到2mA了。 由此可见，二极管正向导通后有两种电阻电阻电阻，见图1.1.1中各Q2、 已知Q0U0=0.7V、I0=1mA，Q4U4=0.718V、I4=2mA， 则Q0电阻： 4点的动态电阻 3、微分 由于二极管导通电压与电流变化是非线性关系，所以上述计算不够精确，若对进行微分，可以求得的导数： 根据动态的定义，可知二极管动态为的倒数，故有： (1.1.5) 而，则，代入上式 得 (1.1.6) 故：Q0 Q4点的电阻 4、微分微分微分仅适用于普通二极管的正向导通特性，不适用于其它动态电阻的计算。 二极管正向导通后的动态电阻随导通电流的不同而不同，导通电流越大，电阻越低。即二极管正向导通后的动态电阻与导通电流成反比。 (四)1.1.1中的电压波形u1、u2与电流波形i1、i2之间的对应关系可以看出，如果二极管在某个正向导通电压的基础上以正弦规律发生波动，所引起电流波动的波形却出现了失真，这是由于二极管的正向导通电压与正向导通电流之间的非线性关系所致。正向导通电压的波动幅度越大，这种非线性就越严重。相反，正向导通电压的波动幅度越小，这种非线性也就越小，当正向导通电压的波动幅度小到一定程度，正向导通电流的这种非线性也就小得可以忽略不计。 (五) 本章节所述二极管导通特性的应用范围 不同类型的二极管在导通特性方面有着很大差异，本章节所述的二极管导通特性专门用于描述硅材料普通三极管的极间导通特性。 二、理想三极管的基本特性 (一)三极管的结构与符号标识 (a) (b) 图1.1.2 三极管的结构与符号标识 如果用仪表进行对三极管各极之间的导通方向进行测量，NPN型三极管和PNP型三极管各极之间的电流导通关系，分别等同如图1.1.2(a)和图1.1.2(b)中的二极管结构，(二)理想硅材料三极管各极之间电流的系数关系 图1.1.3 理想三极管各极之间电流的系数关系 1、三极管的基极与发射极之间导通特性 普通硅材料三极管的基极与发射极之间，具有如图1.1.1所示普通硅材料二极管的特性。 2、集电极电流与基极电流之间的关系 如图1.1.3所示，NPN型三极管在加上一个基极电流IB的情况下，若在集电极c和发射极e之间加上大于零的正向电压UCE(E2)，就会产生一个集电极电流IC，此时的集电极电流IC就会是基极电流IB的β倍：