晶体管1 PPT
合集下载
晶体管原理
故称为 “双极型器件”
2020/3/25
《低频电子线路》
20
本征半导体导电能力
本征（热平衡）载流子浓度 Ni = pi = A T3/2e-Ego/2kT
其中：Ni ----- 自由电子浓度；Pi ---------空穴浓度；
A ----与 材料有关的常数；T -------- 热力学温度； Ego-----T=0K时禁带宽度；
2020/3/25
《低频电子线路》
26
以上得出结论
杂质半导体少子浓度
主要由本征激发（Ni2）决定（和温度有关）。
杂质半导体多子浓度
由搀杂浓度（ Nd 或Na）决定（是制管子时固 定形成的）。
2020/3/25
《低频电子线路》
27
半导体中有两种电流
漂移电流 扩散电流
2020/3/25
《低频电子线路》
2020/3/25
《低频电子线路》
36
PN结特性
（1）、伏安特性（电压电流特性）
2020/3/25
《低频电子线路》
37
PN结特性
正向导通
阈值电压 VD Si管： 0.5~0.7V, Ge管： 0.1~0.3V
反向截止
反向饱和漏电流IS（很小）
2020/3/25
《低频电子线路》
38
（2）电阻特性
2020/3/25
《低频电子线路》
63
非平衡载流子传输三步曲(以NPN为例)
①发射区向基区的注入 (多子，扩散运动 为主)
②基区的复合和继续扩散
③集电结对非平衡载流子的收集作用 （漂移为主）
2020/3/25
《低频电子线路》
64
晶体管内部工作原理（图）
2020/3/25
《低频电子线路》
20
本征半导体导电能力
本征（热平衡）载流子浓度 Ni = pi = A T3/2e-Ego/2kT
其中：Ni ----- 自由电子浓度；Pi ---------空穴浓度；
A ----与 材料有关的常数；T -------- 热力学温度； Ego-----T=0K时禁带宽度；
2020/3/25
《低频电子线路》
26
以上得出结论
杂质半导体少子浓度
主要由本征激发（Ni2）决定（和温度有关）。
杂质半导体多子浓度
由搀杂浓度（ Nd 或Na）决定（是制管子时固 定形成的）。
2020/3/25
《低频电子线路》
27
半导体中有两种电流
漂移电流 扩散电流
2020/3/25
《低频电子线路》
2020/3/25
《低频电子线路》
36
PN结特性
（1）、伏安特性（电压电流特性）
2020/3/25
《低频电子线路》
37
PN结特性
正向导通
阈值电压 VD Si管： 0.5~0.7V, Ge管： 0.1~0.3V
反向截止
反向饱和漏电流IS（很小）
2020/3/25
《低频电子线路》
38
（2）电阻特性
2020/3/25
《低频电子线路》
63
非平衡载流子传输三步曲(以NPN为例)
①发射区向基区的注入 (多子，扩散运动 为主)
②基区的复合和继续扩散
③集电结对非平衡载流子的收集作用 （漂移为主）
2020/3/25
《低频电子线路》
64
晶体管内部工作原理（图）
晶体管及其小信号放大_1
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
19
输出特性三个区域的特点:
(1) 放大区：发射结正偏，集电结反偏。
(2)
即： IC=IB , 且 IC = IB
(2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。
即：UCEUBE ， IB>IC，UCE0.3V
(3) 截止区： UBE< 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0
26
5.反向击穿电压
（1）U(BR)CBO——发射极开路时的集电结击穿电压
（2）U(BR) EBO——集电极开路时发射结的击穿电压 （3）U(BR)CEO——基极开路时集电极和发射极间的
击穿电压 几个击穿电压在大小上有如下关系 U(BR)CBO≈U(BR)CES＞U(BR)CEO＞U(BR) EBO
3 D G 110 B
用字母表示同一型号中的不同规格
用数字表示同种器件型号的序号
用字母表示器件的种类
用字母表示材料 三极管
第二位：A锗PNP管、B锗NPN管、 C硅PNP管、D硅NPN管
第三位：X低频小功率管、D低频大功率管、 G高频小功率管、A高频大功率管、K开关管
31
IC IE
IC
IE
因 ≈1, 所以 >>1
13
§ 1.2 晶体管的共射极特性曲线
三种组态
共发射极接法、共基极接法、共集电极接法
14
1. 输入特性曲线
IB=f(UBE) UCE=const
IB
b
+
c + IC UCE
UBE - e -
VCC
VBB
共射极放大电路
15
UCE=0V
《常用晶体管》PPT课件
整理ppt
32
整理ppt
33
（2） 放大原理 ① 发射区向基区发射电子 (高掺杂） ② 电子在基区中复合与扩散 内部条件 （基区薄、低掺杂） ③ 电子被集电极收集 面积大
整理ppt
34
外部条件： 发射结正偏，集电结反偏
整理ppt
35
（3）电流分配关系：
IE IB IC
IC IB
22
整理ppt
23
整理ppt
24
整理ppt
25
整理ppt
26
整理ppt
27
整理ppt
28
9.3晶体三极管
9 . 3 . 1 基本结构 1 ．结构和符号
双极型半导体三极管的结构示意图如图 9 一 15 所示E 一 B 间的 PN 结称为发 射结， C 一 B 间的 PN 结称为集电结。
整理ppt
半导体器件的型号由 4 个部分组成， 如图 9 一 n 所示。如 2APg , " 2 ' ’表示 电极数为 2 , “A”表示 N 型锗材料， " P ”表示普通管， " 9 ' ’表示序号。
整理ppt
13
整理ppt
14
9 . 2 . 2 伏安特性
1 ．正向特牲
由图 9 一 12 可以看出，当所加的正 向电压为零时，电流为零；当正向电压 较小时，由于外电场远不足以克服 PN 结内电场对多数载流子扩散运动所造成 的阻力，故正向电流很小（几乎为零）， 二极管呈现出较大的电阻。这段曲线称 为死区。
导体硅二极管，应用在稳压二极管伏安 特性曲线（见图 9 一 27 ）反向击穿区， 由于它在电路中与适当的电阻配合后能 起到稳定电压的作用，故称为稳压管。
《场效应晶体管》课件
六、总结
FET的优点与缺点
总结FET的优点和限制，帮助 您全面了解这一器件。
发展前景和应用前景
展望FET在未来的发展前景， 并探讨其在各个领域的应用 前景。
拟定的改善方案
提出改善FET性能和应用的建 议和方案，促进该技术的进 一步发展。
二、结构和工作原理
FET的结构组成
了解FET的结构和组成对于理解其工作原理至关 重要。
FET的工作原理
详细介绍FET的工作原理，包括导通和截止状态 的转换。
N型和P型FET的区别
掌握不同类型FET之间的区别，并理解其不同的 工作原理。
灵敏度和增益
解释FET的灵敏度和增益，以及对电路性能的影 响。
三、特性参数
2
2. FET振荡器
探索FET作为交流放大器的应用，详细介绍FET振荡器的基本电路和简单振荡电路。
五、FET的变型
M O SFET
MOSFET是一种常见的FET变型， 具有优异的性能和应用范围。
JFET
JFET是另一种重要的FET变型，适 用于一些特定的电路和应用。
基于FET的新型器件
介绍一些基于FET技术的新型器 件，展示FET在未来的发展前景。
《场效应晶体管》PPT课 件
欢迎来到《场效应晶体管》的PPT课件！本课程将介绍场效应晶体管的概述、 结构、工作原理、特性参数、常见的电路以及FET的变型，通过详细的讲解和 实例演示，帮助您深入理解这一关键器件的原理和应用。
一、场效应晶体管概述
场效应晶体管是一种重要的半导体器件，广泛应用于电子领域。它具有独特 的优势和一定的限制，而且可以在各种应用场景中发挥重要作用。
典型的FET参数
介绍常见的FET参数，如漏极电 流、跨导和截止电压。
《功率场效应晶体管》课件
太阳能逆变器是太阳能发电系 统中的重要组成部分，而功率 场效应晶体管在太阳能逆变器 中也有着广泛的应用。
06
未来功率场效应晶体管的发展趋势与挑战
技术发展趋势
01
更高频率
随着电子设备对速度和效率的需求增加，功率场效应晶体管将向更高频
率的方向发展，以满足更快的开关速度和更高的工作频率。
02
集成化与模块化
在太阳能逆变器中的应用
01
02
03
04
太阳能逆变器是太阳能发电系 统中的重要组成部分，而功率 场效应晶体管在太阳能逆变器 中也有着广泛的应用。
太阳能逆变器是太阳能发电系 统中的重要组成部分，而功率 场效应晶体管在太阳能逆变器 中也有着广泛的应用。
太阳能逆变器是太阳能发电系 统中的重要组成部分，而功率 场效应晶体管在太阳能逆变器 中也有着广泛的应用。
机运行状态的实时监测和控制。
在电动车中的应用
随着电动车的普及，功 率场效应晶体管在电动 车中的应用也日益广泛 。
电动车的电池管理系统 、电机控制器和充电桩 等关键部件中都离不开 功率场效应晶体管。
功率场效应晶体管在电 动车中的应用主要涉及 电池的充放电管理、电 机驱动和控制、能量回 收等方面。
通过使用功率场效应晶 体管，可以实现电动车 的高效、安全和可靠运 行，提高其续航里程和 性能。
降。
04
功率场效应晶体管的优缺点
优点
高效率
功率场效应晶体管在开关状态时具有很高的转换 效率，能够有效地减少能量损失。
低噪声
在信号传输过程中，功率场效应晶体管产生的噪 声较低，提高了信号的信噪比。
高速
由于其内部结构特点，功率场效应晶体管具有较 快的开关速度，适用于高频电路。
第二章-晶体管
（1）共基直流放大系数 IC
IE
（2）共基交流放大系数
IC
I E
由于ICBO、ICEO 很小，因此 在以后的计算中，不必区分。
二、极间反向电流
1 ICBO
发射极开路时，集电极—基极间的反向电流，称为集 电极反向饱和电流。
2 ICEO
基极开路时，集电极—发射极间的反向电流，称为集 电极穿透电流。
T
( 0.5 ~ 1) / C
2.3.2 晶体管的主要参数 一、电流放大系数
1.共射电流放大系数
（1） 共射直流放大系数 反映静态时集电极电流与基极电流之比。
（2） 共射交流放大系数 反映动态时的电流放大特性。
由于ICBO、ICEO 很小，因此 在以后的计算中，不必区分。
2. 共基电流放大系数
a. 受控特性：iC 受iB的控制
uCE＝uBE 4
放
IB＝40μ A
iC iB
饱 和3
30μ A
区
大 20μ A
iC iB
2
区
10μ A
1
b. 恒流特性:当 iB 恒定时，
0
uCE 变化对 iC 的影响很小
0μ A iB＝－ICBO
5
10
15
uCE/V
截止区
即iC主要由iB决定，与输出环路的外电路无关。
iC主要由uCE决定 uCE ↑→ iC ↑
iC /mA
=80μA =60μA =40μA
=20μA
25℃
uCE /V
（3）当uCE增加到使集电结反偏电压较大时，运动 到集电结的电子基本上都可以被集电区收集，
此后uCE再增加，电流也没有明显得增加，特 性曲线几乎平行于与uCE轴
晶体管设计--胡幻灯片
〔3〕最大耗散功率Pcm：主要与热阻RT〔基区面积Ab 、芯片厚度t〕有关；
〔4〕二次击穿耐量ESB：主要与NC、WC和镇流电阻 RE有关。
晶体管的各电学参量之间是相互有关的，而且电学参数 随构造参数的变化关系也相当复杂，甚至出现相互矛盾。
〔三〕晶体管设计的根本原那么
尽管双极晶体管的电学参数很多，但对于一种类型 的晶体管，其主要电学参数却只有几个。如对于高频大功 率管，主要的电学参数是GP、fT、BVCBO、Pcm和Icm 等；而高速开关管的主要电学参数那么是ton、toff、 VCES和VBES。
1．必须权衡各电学参数间的关系，正确处理各参数间的 矛盾。此外要找出器件的主要电学参数，根据主要电学参 数指标进展设计，然后再根据生产实践中取得的经历进展 适当调整，以满足其它电学参数的要求。
2．任何一个好的设计方案都比须通过适宜的工艺才能实 现。因此，在设计中必须正确处理设计指标和工艺条件之 间的矛盾。设计前必须了解工艺水平和设备精度，结合工 艺水平进展合理设计。
〔2〕集电区厚度：
将BVCBO＝80V代入下式
2
W CxmB
q sBN CC VB1 O 2
算得WC≥5.1μm。从提高二次击穿耐量出发，将代入下式
提高二W次C 击B穿EV耐CCRB量可O，得采W用C≥双7层μm外。延为工了艺不。增首加先串生联长电一阻层又杂能
3．纵向构造设计： 〔1〕集电区杂质浓度：
在甲类工作状态下，BVCEO＝2VCC＝56V，将 BVCEO代入下式
N C 6 B 1 CV 1B 0 34 O 3 n1 6 1 B 1C 0 3V E 4O 3
取β＝25，n=4，可得BVCBO＝126V，NC＝4×1015cm3，因而选取PC＝1－1.2Ω 。由于在浅结器件中击穿首先 发生在结面弯曲的电场集中处，考虑曲率半径的影响后， 实际击穿电压BVCBO只能到达70－80V。
〔4〕二次击穿耐量ESB：主要与NC、WC和镇流电阻 RE有关。
晶体管的各电学参量之间是相互有关的，而且电学参数 随构造参数的变化关系也相当复杂，甚至出现相互矛盾。
〔三〕晶体管设计的根本原那么
尽管双极晶体管的电学参数很多，但对于一种类型 的晶体管，其主要电学参数却只有几个。如对于高频大功 率管，主要的电学参数是GP、fT、BVCBO、Pcm和Icm 等；而高速开关管的主要电学参数那么是ton、toff、 VCES和VBES。
1．必须权衡各电学参数间的关系，正确处理各参数间的 矛盾。此外要找出器件的主要电学参数，根据主要电学参 数指标进展设计，然后再根据生产实践中取得的经历进展 适当调整，以满足其它电学参数的要求。
2．任何一个好的设计方案都比须通过适宜的工艺才能实 现。因此，在设计中必须正确处理设计指标和工艺条件之 间的矛盾。设计前必须了解工艺水平和设备精度，结合工 艺水平进展合理设计。
〔2〕集电区厚度：
将BVCBO＝80V代入下式
2
W CxmB
q sBN CC VB1 O 2
算得WC≥5.1μm。从提高二次击穿耐量出发，将代入下式
提高二W次C 击B穿EV耐CCRB量可O，得采W用C≥双7层μm外。延为工了艺不。增首加先串生联长电一阻层又杂能
3．纵向构造设计： 〔1〕集电区杂质浓度：
在甲类工作状态下，BVCEO＝2VCC＝56V，将 BVCEO代入下式
N C 6 B 1 CV 1B 0 34 O 3 n1 6 1 B 1C 0 3V E 4O 3
取β＝25，n=4，可得BVCBO＝126V，NC＝4×1015cm3，因而选取PC＝1－1.2Ω 。由于在浅结器件中击穿首先 发生在结面弯曲的电场集中处，考虑曲率半径的影响后， 实际击穿电压BVCBO只能到达70－80V。
晶体管及其基本电路
03
CATALOGUE
晶体管电路
放大电路
放大电路的基本原理
放大电路通过晶体管将微弱的 电信号放大，使其能够驱动更
大的负载。
放大倍数
放大倍数是衡量放大电路性能 的重要参数，它表示输出信号 与输入信号的比值。
输入电阻和输出电阻
输入电阻和输出电阻分别表示 放大电路对输入信号和输出信 号的阻碍作用。
频率响应
度和更低的能耗。
02
分子晶体管
分子晶体管是一种基于分子的电子设备，具有极高的集成度和极低的能
耗。研究人员正在探索利用分子晶体管制造超微型电子设备的可能性，
如生物医学传感器和量子计算机等。
03
纳米线晶体管
纳米线晶体管是一种基于一维纳米材料的电子设备，具有极高的电子迁
移率和机械灵活性。这种晶体管有望在柔性电子设备和可穿戴设备中得
石墨烯晶体管
石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维材料，具有极高的电子迁移率和热导率。研究人员 正在研究将石墨烯应用于晶体管制造，以实现更快的开关速度和更高的稳定性。
纳米晶体管
01
纳米晶体管
随着纳米技术的不断发展，人们正在探索制造更小、更高效的纳米晶体
管。这些晶体管的尺寸在几纳米到几十纳米之间，能够实现更高的集成
晶体管及其基本电 路
目 录
• 晶体管概述 • 基本电路元件 • 晶体管电路 • 晶体管的应用 • 晶体管的未来发展
01
CATALOGUE
晶体管概述
晶体管定义
晶体管
晶体管是一种半导体电子器件，能够 实现信号放大、开关控制等功能。
晶体管由三个电极构成
基极（B）、集电极（C）和发射极（ E）。
晶体管类型
1双极性晶体管的结构及类型-PPT课件
IC 则有 IE
Home
I nC 根据 IE=IB+ IC IC= InC+ ICBO IE 且令 ICEO= (1+ ) ICBO （穿透电流）
又设 1
I IC ICEO C I I 时 ， 则 当 C CEO IB I B
是共射直流电流放大系数，同样，它也只与管子的结 构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般 1
当输入为变化量（动态量）时，相应的电流放大倍数为 交流电流放大倍数： I I C , C,一 般 , ,使 用 时 不 加 I I E B
（1）输入特性曲线
图1.3.5
iB Rb b +
3. 晶体管的共射特性曲线
c+ iC Rc VCC
iB=f(vBE) vCE=const
（3）晶体管的电流分配关系
根据传输过程可知 IE=IB+ IC IC=.3.4晶体管的电流分配关系
传输到集电极的电流 I nC 设 发射极注入电流 IE
通常 IC >> ICBO
为共基直流电流放大系数，它只
与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关， 与外加电压无关。一般 = 0.90.99
iC /m A
T= 60 C T= 20 C
o o
图1.3.16
v C E /V
6. 光电三极管
光电三极管依照光照的强度来控制集电极电流的大小， 其功能等效于一只光电二极管与一只晶体管相连。如图所 示。
c
iC /m A
c
E4 E3 E2
e
图1.3.17
e
图1.3.18
E1 E= 0
v C E /V
第三章 双极型晶体管(1)详述
发射区过重的掺杂不仅不能提高发射效率，反而使发射效率降低
1）形成杂质带尾，禁带变窄 Eg Eg Eg'
Eg
3q3
16 s
NE
S kT
Eg ni ni2 ND NDeff
发射区有效杂质浓度降低为:
Neff
x
NE
x
ni2 ni2e
NE
xexp
Eg
kT
发射区有效杂质浓度降低，导致发射效率下降。
sh
Wb Lnb
x
nb
0
e
qVBC
sh Wb Lnb
kT
1
sh
x Lnb
3.3 晶体管的直流电流增益
一、少数载流子分布
（2）发射区少数载 流子分布
pE(x)
x
0
pE
x
pE0 pE0
e 1 e qVbe kT
x LpE
3.3 晶体管的直流电流增益
一、少数载流子分布
sh WB LnB
jnE jnB
0
qDnB nB0 LnB
eqVbe
kT
1
cth
WB LnB
eqVbc
kT
1
csc
h
WB LnB
jnc jnB WB
qDnB nB0 LnB
eqVbe
kT 1
csc
h
WB LnB
eqVbc kT 1
cth
以共基极连接为例，采用一维理想模型 发射结正向偏置，集电结反向偏置
WB
Ine
Inc
Ir
IE
IC
Ipe
ICB
IB
O
坐标：
《场效应晶体管》课件
压力
在制造过程中，压力也是一个重要的参数，它能够影响材 料的物理性质和化学反应速度，从而影响晶体管的性能。
时间
时间是制造过程中的另一个重要参数，不同的工艺步骤需 要不同的时间来完成，时间过长或过短都可能影响晶体管 的性能。
气体流量
在化学气相沉积等工艺中，气体流量是关键的参数之一， 它能够影响材料的生长速度和均匀性，从而影响晶体管的 性能。
掌握搭建场效应晶体管放大电路的基本技 能。
05
06
学会使用示波器和信号发生器测试放大电 路的性能。
特性测量实验
实验三：场效应晶体管的 转移特性与输出特性测量
分析测量结果，理解场效 应晶体管的工作机制。
学习测量场效应晶体管频 率响应和噪声特性的方法。
掌握场效应晶体管转移特 性和输出特性的测量方法。
实验四：场效应晶体管的 频率响应与噪声特性测量
了新的可能。
制程技术优化与突破
制程技术
不断缩小晶体管的尺寸，提高集成度和能效比，同时降低制造成本。
突破
探索新型制程技术，如纳米线、纳米孔等新型器件结构，以提高场效应晶体管的性能和 稳定性。
应用领域的拓展与挑战
要点一
应用领域
场效应晶体管的应用领域不断拓展，包括通信、物联网、 智能制造、医疗电子等领域。
要点二
挑战
随着应用领域的拓展，对场效应晶体管的性能要求也越来 越高，需要不断研究和改进以满足市场需求。
Part
06
实验与习题
基本实验操作
实验一：场效应晶体管的认知与检测
01
02
了解场效应晶体管的基本结构和工作原理。
学习使用万用表检测场效应晶体管的方法 。
03
04
实验二：场效应晶体管放大电路的搭建与 测试
在制造过程中，压力也是一个重要的参数，它能够影响材 料的物理性质和化学反应速度，从而影响晶体管的性能。
时间
时间是制造过程中的另一个重要参数，不同的工艺步骤需 要不同的时间来完成，时间过长或过短都可能影响晶体管 的性能。
气体流量
在化学气相沉积等工艺中，气体流量是关键的参数之一， 它能够影响材料的生长速度和均匀性，从而影响晶体管的 性能。
掌握搭建场效应晶体管放大电路的基本技 能。
05
06
学会使用示波器和信号发生器测试放大电 路的性能。
特性测量实验
实验三：场效应晶体管的 转移特性与输出特性测量
分析测量结果，理解场效 应晶体管的工作机制。
学习测量场效应晶体管频 率响应和噪声特性的方法。
掌握场效应晶体管转移特 性和输出特性的测量方法。
实验四：场效应晶体管的 频率响应与噪声特性测量
了新的可能。
制程技术优化与突破
制程技术
不断缩小晶体管的尺寸，提高集成度和能效比，同时降低制造成本。
突破
探索新型制程技术，如纳米线、纳米孔等新型器件结构，以提高场效应晶体管的性能和 稳定性。
应用领域的拓展与挑战
要点一
应用领域
场效应晶体管的应用领域不断拓展，包括通信、物联网、 智能制造、医疗电子等领域。
要点二
挑战
随着应用领域的拓展，对场效应晶体管的性能要求也越来 越高，需要不断研究和改进以满足市场需求。
Part
06
实验与习题
基本实验操作
实验一：场效应晶体管的认知与检测
01
02
了解场效应晶体管的基本结构和工作原理。
学习使用万用表检测场效应晶体管的方法 。
03
04
实验二：场效应晶体管放大电路的搭建与 测试
双极型晶体管课件
晶体管用于放大时，集电结反偏，
集电结在基区一侧边界处电子浓
度基本为
0
，基区中非平衡少子呈线性分布，
界基区时电，子立扩即散被到反边偏集的强电场扫
至集电区，成为集电极电流。
基区非平衡少子分布
9
根据上述分析，在发射结正偏、集电结反偏时， 晶体管内部的电流传输如图所示：
10
3 双极晶体管直流电流增益
（1）发射效率与基区输运系数： 发射区的掺杂浓度远大于基区的掺杂浓度 基区宽度尽量小，基区中非平衡少子的寿命尽量大。 注入效率 基区输运系数β*
35
2 JFET中沟道电流的特点
–就在有漏电（流D）IS极流和过源沟（道S.）极之间加一个电压VDS, –如果在栅（G）和源（S）极之间加一个反向pn
结 距电 离压 逐V步GS变，小将,使由沟于道栅区区中为的P+空,杂间质电浓荷度区比之沟间道的 区高得多，故PN结空间电荷区向沟道区扩展,使 沟道区变窄.从而实现电压控制源漏电流的目的。
24
(2) 截止频率f α 和f β ：使电流增益下降为低频
值的
(1/2)时的频率。
(3) 特征频率：共射极电流增益β下降为1 时的 频率，记为fT.
(4) 最高振荡频率fM：功率增益为1时对应的频率
25
3. 频率特性和结构参数的关系
提高fT的途径 减小基区宽度，以减小基区的渡越时间τb 减小发射结面积Ae和集电结面积Ac，可以减小发射 结和集电结势垒电容，从而减小时间常数τe和τc 减小集电区串联电阻Rc，也可以减小τc 兼顾功率和频率特性的外延晶体管结构。
（1）电流增益β0与电流的关系（图）
18
（2）大注入效应：
注入到基区的非平衡少数载流子浓度超过平衡多 数载流子的浓度。 1 形成基区自建场，起着加速少子的作用， 导致电流放大系数增大。 2 基区电导调制，由于少子增加，导致多 子增加，以保持电中性，使电导增加，导致发 射效率γ减小，从而使电流增益β0 减小。
单结晶体管和晶闸管课件
详细描述
单结晶体管具有较低的触发电压和电流，因此功耗较低，适合用于小信号放大和开关控制。而晶闸管则具有较大 的通态电阻和较低的开关速度，适用于大电流和高电压的应用场景。
应用领域的比较
总结词
单结晶体管和晶闸管的应用领域各有 侧重。
详细描述
单结晶体管主要用于信号放大和开关 控制，如音频信号放大、振荡器等。 而晶闸管则广泛应用于电力控制和调 节，如电机控制、电源调节等。
在逆变电路中，晶闸管需要承 受较大的反向电压和电流，因 此需要选择合适的元件参数和 保护措施。
逆变电路主要用于交流电动机、 发电机等设备的控制和调速系 统中。
斩波电路
斩波电路是利用晶闸管的快速开 关特性，将直流电转换为脉冲直
流电的电路。
在斩波电路中，晶闸管需要承受 较大的电流和电压变化率，因此 需要选择合适的元件参数和保护
05
晶体管与晶管的
工作原理的比 较
总结词
单结晶体管和晶闸管在触发导通时的工作原理有所不同。
详细描述
单结晶体管通常采用脉冲触发方式，通过在基极上施加脉冲 信号来控制其导通。而晶闸管则需要一定的触发电流或电压， 通过控制门极电流或电压来实现导通。
特性参数的比 较
总结词
单结晶体管和晶闸管在特性参数方面存在差异。
晶闸管有三个电极， 分别是阳极、阴极和 门极。
晶闸管的工作原理
当在阳极和阴极之间加上正向电压时，晶闸管处于阻断状态，无电流通过。
当在门极和阴极之间加上适当的正向电压时，晶闸管内部PNPN结构中的少数载流 子被吸引到门极附近，形成导通通道，电流可以通过晶闸管。
门极电压的大小可以控制导通通道的宽度，从而实现可控整流。
探索将单结晶体管和晶闸管应用于柔性电 子领域，开发可穿戴、可折叠的电子产品。
单结晶体管具有较低的触发电压和电流，因此功耗较低，适合用于小信号放大和开关控制。而晶闸管则具有较大 的通态电阻和较低的开关速度，适用于大电流和高电压的应用场景。
应用领域的比较
总结词
单结晶体管和晶闸管的应用领域各有 侧重。
详细描述
单结晶体管主要用于信号放大和开关 控制，如音频信号放大、振荡器等。 而晶闸管则广泛应用于电力控制和调 节，如电机控制、电源调节等。
在逆变电路中，晶闸管需要承 受较大的反向电压和电流，因 此需要选择合适的元件参数和 保护措施。
逆变电路主要用于交流电动机、 发电机等设备的控制和调速系 统中。
斩波电路
斩波电路是利用晶闸管的快速开 关特性，将直流电转换为脉冲直
流电的电路。
在斩波电路中，晶闸管需要承受 较大的电流和电压变化率，因此 需要选择合适的元件参数和保护
05
晶体管与晶管的
工作原理的比 较
总结词
单结晶体管和晶闸管在触发导通时的工作原理有所不同。
详细描述
单结晶体管通常采用脉冲触发方式，通过在基极上施加脉冲 信号来控制其导通。而晶闸管则需要一定的触发电流或电压， 通过控制门极电流或电压来实现导通。
特性参数的比 较
总结词
单结晶体管和晶闸管在特性参数方面存在差异。
晶闸管有三个电极， 分别是阳极、阴极和 门极。
晶闸管的工作原理
当在阳极和阴极之间加上正向电压时，晶闸管处于阻断状态，无电流通过。
当在门极和阴极之间加上适当的正向电压时，晶闸管内部PNPN结构中的少数载流 子被吸引到门极附近，形成导通通道，电流可以通过晶闸管。
门极电压的大小可以控制导通通道的宽度，从而实现可控整流。
探索将单结晶体管和晶闸管应用于柔性电 子领域，开发可穿戴、可折叠的电子产品。
《晶体管工作原理》课件
开关
通过晶体管的PN结控制输入信号，从而控制输出信号的开关状态。
3
晶体管的应用
电子计算机
芯片中晶体管的数量和体积 必须尽可能的小，晶体管硅 芯片的诞生 让计算机体积大 幅缩小。
通信设备
晶体管和集成电路广泛应用 于各种无线电收发器、电视 机、雷达、导航和测距设备 等。
医疗器械
利用晶体管的放大电路，可 以轻松控制医疗器械的电子 部件，如心脏起搏器等。
2 基极
基极主要是控制电流的输入，输入或不输入一个小信号，便可控制输出电流的变化，从 而实现信号放大的功能。
3 发射极
发射极主要是从PN结中发射出大量电子，为之后流入集电极完成信号的放大做准备。
晶体管的工作方式
1
放大器
晶体管可以完成电子信号的放大处理，使信号输出的大小增加到我们需要的数值范围内。
2
总结
重要性
晶体管是现代电子技术的基础， 是电子科技和信息科技发展的 关键。
影响
晶体管技术对现代化的各行各 业都有着非常重要的影响，快 速推动了科技的创新。
发展趋势
晶体管技术的发展是一个不断 推进的过程，人们在逐渐认识 晶体管的本质和深刻意义的同 时，还在不断探索晶体管的工 作方式，进一步拓展其应用场 景。
晶体管的发展历程
1
发明
1947年，美国贝尔实验室科学家Bardeen Brattain和Shockley发明出晶体管和相关 技术，开启了晶体管时代。
2
发展历程
1948年至1955年，晶体管从最初的实验室样品逐渐走向量产阶段，推动着电子 技术和信息产业的全球发展。
3
未来前景
尽管未来光电晶体管和其他类型的元件将有更广泛的应用，但是如今的微电子产 品也必然发展到每个生活细节中，晶体管技术会继续创造更多的商业价值。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
N区
内电场方向 N区的电子向P区扩散并与空穴复合
PN结与二极管的单向导电性
用一定的工艺方法把P型和N型半导体紧密 地结合在一起，就会在其交界面处形成空间电 荷区叫PN结。
当PN结两端加上不同极性的直流电压时， 导电性能将产生很大差异。这就是PN结单向 导电性。
在外电场的作用下， 自由电子逆着电场方向定
集电区 基区 b
发射区
(a)
c
P N P e PNP型
集电结 发射结
其略图表示为
PNP型三极管
c
?
NPN型三极管
c
b V
b V
e NPN型
(b)
e PNP型
三极管的放大作用
实验演示
把PNP型三极管 按右图链接，从串联 在电路中的毫安表和 微安表可以读出通过 各级的电流，改变电 阻时，基极电流改变。
SPi
Si
价元素磷，当某一个原子
被磷原子取代时，磷原子
SSi i
Si
Si
的五个价电子中只有四个
用于组成共价键，多余的一个很容易挣脱磷原子核束 缚而成为自由电子。因而自由电子的数量大大增加， 是多数载流子，空穴是少数载流子，将这种半导体为 N 型半导体。
P型半导体
空穴 价电子填补空位
Si
Si
Si
SSii
晶体管
教学重难点
重点 了解PN结工作原理 了解晶体三极管
难点 对PN结原理的理解
半导体
什么是半导体？
半导体的定义
导电性介于导体和绝缘体之 间——半导体，它的导电性能可以 由外界条件控制。
半导体的分类
按导电类型载流子不同分为
N型半导体
P型半导体
N型半导体 多余价电子
在硅或锗的晶体中掺入五
Si
全密封金属结构 塑料封装
半波整流电路
全波整流电路
桥式整流电路
晶体三极管
晶体三极管
在同一块半导体 中，通过不同的掺杂 方法制出两个PN结 （右图），就构成了 晶体三极管，或者叫 三极管。
按PN结组合方式不同分为
PNP型三极管 NPN型三极管
c
集电区
基区
N
b
P
发射区
N
e NPN型
集电结 发射结
uI 增大使 uBE > Uth 时，三极管开始导通，
B
uBE < Uth
C 三极管 截止状态 等效电路
E
iB > 0，三极管工作于放 大导通状态。
按制作工艺分：面接触二极管和点接触
二极管；
按用途分：整流二极管、检波二极管、 稳压二极管、变容二极管、光电二极管、 发光二极管等。
PN 结的形成
用专门的制造工艺在同一块半导体单晶上，形成 P 型半
导体区域和 N 型半导体区域，在这两个区域的交界处就形成
了一个特殊的薄层，称为 PN 结。
P区
PN 结
三极管的开关作用
一、三极管的开关作用及其条件
iC 临界饱和线 放大区
uI=UIL
+ uBE
三怎极样管控为制什它么饱和I的能C(sMa开用t) T和作关开S ？关？Q
-
区
O UCE(sat)
三极管关断的条件和等效电路
当输入 uI 为低电平，使 uBE < t; Uth
IB(sat)
负载线
截止区
A
N uCE
C 三极管 截止状态 等效电路
E
iB 0，iC 0，C、E 间相当
于开关断开。
Uth为门限电压
i相UU界UBBB称C应饱EEE((ss(临S地和aasatt))t为界)，点为为放0饱三I饱饱.C7大(和极和Vs和at，和基)管基为集饱极仍极U临电C和电然电E界极(的流s具压a饱电t)交，有；和压界用0放集。.3点大IV电对B，。(作s极硅at这在)用饱和区电管I表C时临。(s流，iM示aOCt的) ；；T临UCS界E(sa饱t)从大和Q而 ，线u工uIC增作ENIA减放B大点(sa小大t截)使上u。区止移CiEB区，增大iC ，增
电子移动方向
向运动形成电子电流。带
正电的空穴吸引相邻原子
Si
Si
Si
中的价电子来填补，而在
该原子的共价键中产生另
SSi i
Si
Si
一个空穴。空穴被填补和
相继产生的现象，可以看 空穴移动方向 成空穴顺着电场方向移动，
形成空穴电流。
整流
整流二极管
整流二极管主要用于整流电路，把交流 电变换成脉动的直流电，由于通过的正向电 流较大，对结电容无特殊要求，所以其PN结 多为面接触型，因结电容大，故工作频率低。 通常，正向电流在1安以上的二极管采用金属 壳封装，以利于散热；正向电流在1安以下的 采用全塑料封装。
Si
Si
在硅或锗的晶体中掺 入三价元素硼，在组成共 价键时将因缺少一个电子 而产生一个空位，相邻硅 原子的价电子很容易填补 这个空位，而在该原子中 便产生一个空穴，使空穴 的数量大大增加，成为多 数载流子，电子是少数载 流子，将这种半导体称为 P 型半导体。
二极管
晶体二极管
二极管的分类：
按材料分：锗二极管、硅二极管、砷化 镓二极管；