10电路
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特点： 应用： 光电源器件
数字、字符显示器
第10章 电子电路中常用的元件
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二极管的测试
第10章 电子电路中常用的元件
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10.6 半导体三极管
10.6.1 结构与符号
10.6.2 工作原理
10.6.3 特性曲线
10.6.4 参数
10.6.5 型号
第10章 电子电路中常用的元件
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10.3.2 二极管的伏安特性
？定性 ——单向导电性
一、二极管方程（定量）
理想二极管(PN结）方程：
I I S (e
V
VT
1)
IS :反向饱和电流 VT =kT/q :温度的电压当量 室温（T=300 K）下， VT=26 mV
图 01.12 理想二极管的伏安特性曲线
第10章 电子电路中常用的元件
第10章 电子电路中常用的元件
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10.3.3 二极管的主要参数
(1) IOM——最大整流电流
长期连续工作时，允许通 过的最大正向平均电流
(2) VRM——反向击穿电压 (3) IRM（IS）— 反向饱和电流 硅 (nA)级；锗 (A)级 (4) rd ——动态电阻 rd =VF /IF 二极管正向特性曲线斜率的倒数
(2) PN结反偏(UP<UN )时
——截止
外加的反向电压增强了内电场 PN结呈现高阻性
反向饱和电流 （IS= IR ） (Saturation)
第10章 电子电路中常用的元件
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10.3 半导体二极管
（2）电子空穴对
T=0 K时
图01.02 本征激发和复合的过程
本征激发（热激发） 电子空穴对：载流子（Carrier)
电子(- )
空穴(+)
复合 本征激发和复合在一定温度下会达到动态平衡!
第10章 电子电路中常用的元件
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第10章 电子电路中常用的元件
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(1）共价键结构
以 硅原子(Si)为例：
空间排列有序的晶体
(a) 硅晶体的空间排列 (b) 共价键结构平面示意图
第10章 电子电路中常用的元件
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二、实际二极管的伏安特性
理想D伏安特性：
I I S (e
V
VT
1)
实际二极管的伏安特性 两点区别： 1)正向特性(V>0) 存在死区电压
硅：Vth=0.5 V 锗：Vth=0.2 V
2)反向特性(V<0) 存在击穿电压
第10章 电子电路中常用的元件
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10.1 半导体的基本知识
10.2 PN结
10.3 半导体二极管
10.4 稳压二极管 10.5 发光二极管
10.6 半导体三极管
第10章 电子电路中常用的元件
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第10章 电子电路中常用的元件
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10.4 稳压二极管
应用在反向击穿区 （雪崩击穿和齐纳击穿）
(b) (b) 伏安特性
一、 符号、伏安特性 和典型应用电路
第10章 电子电路中常用的元件
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10.3.1 10.3.2
二极管的结构
二极管的伏安特性 二极管的主要参数
10.3.3
第10章 电子电路中常用的元件
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半导体二极管图片
第10章 电子电路中常用的元件
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(2) 面接触型—
(3) 平面型—
(b)面接触型
(c)平面型
阳极(Anode)
二、符号
标记
D1
阴极(Cathode) 新符号
D2
旧符号
Diode
第10章 电子电路中常用的元件
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半导体二极管图片
第10章 电子电路中常用的元件
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10.3.1 结构类型
一、结构类型
二极管 = PN结 + 引线 + 管壳。 类型：点接触型、面接触型和平面型 (1) 点接触型—
(a)点接触型
第10章 电子电路中常用的元件
三极管图片
第10章 电子电路中常用的元件
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10.6.1 结构与符号
一、结构 两种类型:NPN和PNP
发射区 集电区
三极: e(Emitter) ：发射极 b(Base） ：基极 c(Collector)：集电极 三区: e,b,c 特点:b区薄 e区搀杂多 c区面积大 两节: Je,Jc
对NPN型：VC ＞ VB ＞ VE 对PNP型：VC ＜ VB ＜ VE
第10章 电子电路中常用的元件
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二、内部载流子的传输过程
忽略支流：
IE =IC+IB
IE
(1) (3) IC 扩散 (2) 漂移 发射区 基区 集电区 Je Jc 复 正偏 反偏 合
当多子扩散和少子漂移达到动态平衡，形成PN结
第10章 电子电路中常用的元件
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* PN结的实质
PN结=空间电荷区=耗尽层=内电场=电阻
10.2.2 单向导电性
单向导电性： PN结正偏时导通（大电流）， PN结反偏时截止（小电流）。
10.1 半导体的基本知识
10.1.1 半导体的导电特征 10.1.2 N型半导体和P型半体导
第10章 电子电路中常用的元件
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10.1.1 半导体的导电特征
半导体定义 特点:导电能力可控（受控于光、热、杂质等） 典型半导体材料:硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等 本征半导体定义——纯净无掺杂的半导体。 制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到 99.9999999%，常称为“九个9”。 (1) 共价键结构 (2) 电子空穴对 (3) 空穴的移动(导电）
10.2.1 形成
两种载流子的
两种运动
动态平衡时
形成PN结 两种运动：
扩散（浓度差） 漂移（电场力）
图01.06 PN结的形成过程
第10章 电子电路中常用的元件
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PN结的形成小结：
浓度差 多子扩散空间电荷区(杂质离子) 内电场 促使少子漂移 阻止多子扩散
半导体二极管图片
第10章 电子电路中常用的元件
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半导体二极管图片
第10章 电子电路中常用的元件
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偏置(bias)
第10章 电子电路中常用的元件
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(1) PN结正偏(UP>UN )时
——导通
外加的正向电压削弱了内电场。
PN结呈现低阻性
第10章 电子电路中常用的元件
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发射结(Je) 基区
集电结(Jc)
第10章 电子电路中常用的元件
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二、符号
*Je箭头: P
N
第10章 电子电路中常用的元件
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二 、 主要参数
(1) UZ —— 稳定电压
稳压管在正常工作时管子两 端的电压。
(2) IZ ——稳定电流 (3) IZM ——最大稳定电流 U Z (4) rZ ——动态电阻 rz
I Z
(5)PZM ——最大允许耗散功率
PZM = UZ IZM
第10章 电子电路中常用的元件
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10.2 PN结
10.2.1 PN结形成 10.2.2 PN结单向导电性
第10章 电子电路中常用的元件
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第10章 电子电路中常用的元件
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(2）P型半导体（空穴型半导体） 特 点：
多子：空穴（主要由杂质原子提供） 少子：电子（ 由热激发形成） 掺 杂：少量掺入三价杂质（如硼、镓和铟等）
第10章 电子电路中常用的元件
10.6.2 工作原理
一、放大条件
二、内部载流子的传输过程
三、电流分配关系 四、放大作用
第10章 电子电路中常用的元件
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一、放大条件
内部条件：
三区掺杂不同！
外部条件： Je正偏 Jc反偏
电位关系：
(1) N型半导体 (2) P型半导体
第10章 电子电路中常用的元件
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(1）N型半导体（电子型半导体）
特 点： 多数载流子：自由电子（主要由杂质原子提供） 少数载流子：空穴（ 由热激发形成） 掺 杂： 少量掺入五价杂质元素（如：磷）
(3) 空穴的移动(导电）
空穴的运动 = 相邻共价键中的价电子反向依次填 补空穴来实现的
第10章 电子电路中常用的元件
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10.1.2 杂质半导体
本征半导体缺点？ 1、电子浓度=空穴浓度； 2、载流子少，导电性差，温度稳定性差！
注意：
稳压二极管在工作时应反接，并
串入一只电阻。
电阻的作用： 限流保护 误差调节
第10章 电子电路中常用的元件
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10.5 发光二极管
定义： 简称LED， 直接把光能的器件。
符号：Hale Waihona Puke 第10章 电子电路中常用的元件
特点： 应用： 光电源器件
数字、字符显示器
第10章 电子电路中常用的元件
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二极管的测试
第10章 电子电路中常用的元件
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10.6 半导体三极管
10.6.1 结构与符号
10.6.2 工作原理
10.6.3 特性曲线
10.6.4 参数
10.6.5 型号
第10章 电子电路中常用的元件
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10.3.2 二极管的伏安特性
？定性 ——单向导电性
一、二极管方程（定量）
理想二极管(PN结）方程：
I I S (e
V
VT
1)
IS :反向饱和电流 VT =kT/q :温度的电压当量 室温（T=300 K）下， VT=26 mV
图 01.12 理想二极管的伏安特性曲线
第10章 电子电路中常用的元件
第10章 电子电路中常用的元件
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10.3.3 二极管的主要参数
(1) IOM——最大整流电流
长期连续工作时，允许通 过的最大正向平均电流
(2) VRM——反向击穿电压 (3) IRM（IS）— 反向饱和电流 硅 (nA)级；锗 (A)级 (4) rd ——动态电阻 rd =VF /IF 二极管正向特性曲线斜率的倒数
(2) PN结反偏(UP<UN )时
——截止
外加的反向电压增强了内电场 PN结呈现高阻性
反向饱和电流 （IS= IR ） (Saturation)
第10章 电子电路中常用的元件
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10.3 半导体二极管
（2）电子空穴对
T=0 K时
图01.02 本征激发和复合的过程
本征激发（热激发） 电子空穴对：载流子（Carrier)
电子(- )
空穴(+)
复合 本征激发和复合在一定温度下会达到动态平衡!
第10章 电子电路中常用的元件
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第10章 电子电路中常用的元件
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(1）共价键结构
以 硅原子(Si)为例：
空间排列有序的晶体
(a) 硅晶体的空间排列 (b) 共价键结构平面示意图
第10章 电子电路中常用的元件
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二、实际二极管的伏安特性
理想D伏安特性：
I I S (e
V
VT
1)
实际二极管的伏安特性 两点区别： 1)正向特性(V>0) 存在死区电压
硅：Vth=0.5 V 锗：Vth=0.2 V
2)反向特性(V<0) 存在击穿电压
第10章 电子电路中常用的元件
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10.1 半导体的基本知识
10.2 PN结
10.3 半导体二极管
10.4 稳压二极管 10.5 发光二极管
10.6 半导体三极管
第10章 电子电路中常用的元件
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第10章 电子电路中常用的元件
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10.4 稳压二极管
应用在反向击穿区 （雪崩击穿和齐纳击穿）
(b) (b) 伏安特性
一、 符号、伏安特性 和典型应用电路
第10章 电子电路中常用的元件
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10.3.1 10.3.2
二极管的结构
二极管的伏安特性 二极管的主要参数
10.3.3
第10章 电子电路中常用的元件
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半导体二极管图片
第10章 电子电路中常用的元件
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(2) 面接触型—
(3) 平面型—
(b)面接触型
(c)平面型
阳极(Anode)
二、符号
标记
D1
阴极(Cathode) 新符号
D2
旧符号
Diode
第10章 电子电路中常用的元件
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半导体二极管图片
第10章 电子电路中常用的元件
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10.3.1 结构类型
一、结构类型
二极管 = PN结 + 引线 + 管壳。 类型：点接触型、面接触型和平面型 (1) 点接触型—
(a)点接触型
第10章 电子电路中常用的元件
三极管图片
第10章 电子电路中常用的元件
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10.6.1 结构与符号
一、结构 两种类型:NPN和PNP
发射区 集电区
三极: e(Emitter) ：发射极 b(Base） ：基极 c(Collector)：集电极 三区: e,b,c 特点:b区薄 e区搀杂多 c区面积大 两节: Je,Jc
对NPN型：VC ＞ VB ＞ VE 对PNP型：VC ＜ VB ＜ VE
第10章 电子电路中常用的元件
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二、内部载流子的传输过程
忽略支流：
IE =IC+IB
IE
(1) (3) IC 扩散 (2) 漂移 发射区 基区 集电区 Je Jc 复 正偏 反偏 合
当多子扩散和少子漂移达到动态平衡，形成PN结
第10章 电子电路中常用的元件
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* PN结的实质
PN结=空间电荷区=耗尽层=内电场=电阻
10.2.2 单向导电性
单向导电性： PN结正偏时导通（大电流）， PN结反偏时截止（小电流）。
10.1 半导体的基本知识
10.1.1 半导体的导电特征 10.1.2 N型半导体和P型半体导
第10章 电子电路中常用的元件
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10.1.1 半导体的导电特征
半导体定义 特点:导电能力可控（受控于光、热、杂质等） 典型半导体材料:硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等 本征半导体定义——纯净无掺杂的半导体。 制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到 99.9999999%，常称为“九个9”。 (1) 共价键结构 (2) 电子空穴对 (3) 空穴的移动(导电）
10.2.1 形成
两种载流子的
两种运动
动态平衡时
形成PN结 两种运动：
扩散（浓度差） 漂移（电场力）
图01.06 PN结的形成过程
第10章 电子电路中常用的元件
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PN结的形成小结：
浓度差 多子扩散空间电荷区(杂质离子) 内电场 促使少子漂移 阻止多子扩散
半导体二极管图片
第10章 电子电路中常用的元件
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半导体二极管图片
第10章 电子电路中常用的元件
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偏置(bias)
第10章 电子电路中常用的元件
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(1) PN结正偏(UP>UN )时
——导通
外加的正向电压削弱了内电场。
PN结呈现低阻性
第10章 电子电路中常用的元件
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发射结(Je) 基区
集电结(Jc)
第10章 电子电路中常用的元件
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二、符号
*Je箭头: P
N
第10章 电子电路中常用的元件
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二 、 主要参数
(1) UZ —— 稳定电压
稳压管在正常工作时管子两 端的电压。
(2) IZ ——稳定电流 (3) IZM ——最大稳定电流 U Z (4) rZ ——动态电阻 rz
I Z
(5)PZM ——最大允许耗散功率
PZM = UZ IZM
第10章 电子电路中常用的元件
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10.2 PN结
10.2.1 PN结形成 10.2.2 PN结单向导电性
第10章 电子电路中常用的元件
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第10章 电子电路中常用的元件
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(2）P型半导体（空穴型半导体） 特 点：
多子：空穴（主要由杂质原子提供） 少子：电子（ 由热激发形成） 掺 杂：少量掺入三价杂质（如硼、镓和铟等）
第10章 电子电路中常用的元件
10.6.2 工作原理
一、放大条件
二、内部载流子的传输过程
三、电流分配关系 四、放大作用
第10章 电子电路中常用的元件
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一、放大条件
内部条件：
三区掺杂不同！
外部条件： Je正偏 Jc反偏
电位关系：
(1) N型半导体 (2) P型半导体
第10章 电子电路中常用的元件
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(1）N型半导体（电子型半导体）
特 点： 多数载流子：自由电子（主要由杂质原子提供） 少数载流子：空穴（ 由热激发形成） 掺 杂： 少量掺入五价杂质元素（如：磷）
(3) 空穴的移动(导电）
空穴的运动 = 相邻共价键中的价电子反向依次填 补空穴来实现的
第10章 电子电路中常用的元件
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10.1.2 杂质半导体
本征半导体缺点？ 1、电子浓度=空穴浓度； 2、载流子少，导电性差，温度稳定性差！
注意：
稳压二极管在工作时应反接，并
串入一只电阻。
电阻的作用： 限流保护 误差调节
第10章 电子电路中常用的元件
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10.5 发光二极管
定义： 简称LED， 直接把光能的器件。
符号：Hale Waihona Puke 第10章 电子电路中常用的元件