二极管三极管讲解.ppt

二极管的应用---整流作用 将交流电变成单方向脉动直流电的过程称为整流。利用 二极管的单向导电性能就可获得各种形式的整流电路。 二极管半波整流电路 二极管全波整流电路 B 220V ~ RL D IN4001 B 220V ~ RL D1 D2 二极管桥式整流电路 D4 B 220V ~ RL D1 D2 D3 二极管的应用--限幅 + － D uS 10KΩ IN4148 + － u0 iD 图示为一限幅电路。电源uS是一个周期性的矩形脉冲， 高电平幅值为+5V，低电平幅值为-5V。试分析电路的输出 电压为多少。 uS +5V -5V t 0 当输入电压ui=－5V时，二极管反偏截止，此时电路 可视为开路，输出电压u0=0V； 当输入电压ui= +5V时，二极管正偏导通，导通时二极管 管压降近似为零，故输出电压u0≈+5V。 显然输出电压u0限幅在0~+5V之间。 u0 §1.4 　电子器件 　　　§1.4.5 双极性晶体管 　　双极型晶体管是由三层杂质半导体构成的器件。它有三个电极，所以又称为半导体三极管、晶体三极管等，以后我们统称为晶体管。 2907A PNP双极性晶体管 大功率达林顿晶体管 100 GHz 铟磷/钐铟砷异质结双极性晶体管的电子扫描显微图片 §1.4 　电子器件 　　　§1.4.5 　双极型晶体管-结构 晶体管的原理结构如图2–1(a)所示。由图可见，组成晶体管的三层杂质半导体是N型—P型—N型结构，所以称为NPN管。 P 集电极 基极 发射极 集电结 发射结 发射区 集电区 ( a ) NPN c e b PNP c e b b 基区 e c ( b ) N ＋ 衬底 N 型外延 P N ＋ c e b SiO 2 绝缘层 集电结 基区 发射区 发射结 集电区 ( c ) N N 图2–1晶体管的结构与符号 (a)NPN管的示意图；(b)电路符号； (c)平面管结构剖面图 §1.4 　电子器件 　　　§1.4.5 　双极型晶体管-工作原理 当晶体管处在发射结正偏、集电结反偏的放大状态下，管内载流子的运动情况可用图2--2说明。我们按传输顺序分以下几个过程进行描述。 图2–2 晶体管内载流子的运动和各极电流 c I C e I E N P N I B R C U CC U BB R B 15V b I BN I EN I CN §1.4 　电子器件 　　　§1.4.5 　双极型晶体管-工作原理 一、发射区向基区注入电子 由于e结正偏，因而结两侧多子的扩散占优势，这时发射区电子源源不断地越过e结注入到基区，形成电子注入电流IEN。可以近似认为，发射极电流IE≈IEN，其方向与电子注入方向相反。 §1.4 　电子器件 　　　§1.4.5 　双极型晶体管-工作原理 二、电子在基区中边扩散边复合 （1）注入基区的电子，它在e结处浓度最大，而在c结处浓度最小(因c结反偏，电子浓度近似为零)。因此，在基区中形成了电子的浓度差。在该浓度差作用下，注入基区的电子将继续向c结扩散。 （2）在扩散过程中，电子会与基区中的空穴相遇，使部分电子因复合而失去。但由于基区很薄且空穴浓度又低，所以被复合的电子数极少，而绝大部分电子都能扩散到c结边沿。 （3）基区中与电子复合的空穴由基极电源提供，形成基区复合电流IBN，它是基极电流IB的主要部分。 §1.4 　电子器件 　　　§1.4.5 　双极型晶体管-工作原理 三、扩散到集电结的电子被集电区收集 由于集电结反偏，在结内形成了较强的电场，因而，使扩散到c结边沿的电子在该电场作用下漂移到集电区，形成集电区的收集电流ICN。该电流是构成集电极电流IC的主要部分。 §1.4 　电子器件 　　　§1.4.5 　双极型晶体管-工作原理 现在用图2–2来说明晶体管的放大作用。 内部载流子的运动对应形成了发射极电流、基极电流和集电极电流。三者之间的关系是 IE= IC+ IB 图2–2 晶体管内载流子的运动和各极电流 c I C e I E N P N I B R C U CC U BB R B 15V b I BN I EN I CN §1.4 　电子器件 　　　§1.4.5 　双极型晶体管-工作原理 由于晶体管制成后其内部尺寸和掺杂浓度是确定的，所以发射区所发射的电子（IE）在基区复合的比