晶体管简介

面接触型
面接触型二极管的 PN结用合金法或扩 散法做成的
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由于面接触型二极管的PN结面积大,可承 受较大电流,但极间电容也大.这种类型的 管子适用于整流,而不适用于高频电路中.
二极管的伏安特性
１：正向特性 电压变化零点几伏， 但相对来说流过管子 的电流却很大，管子 呈现的正向电阻很小。
２：反向特性
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三级管发生电压击穿后，电路中的管子 就不能正常工作，但管子并不一定损坏， 只要不超过最大功率损耗，而且进入击 穿的时间很短时，管子的特性不会变坏， 因此击穿过程还是可逆的。但如果在击 穿后继续增大IC，这管子很快就会进入二 次击穿状态而损坏。
三级管的散热计算
半导体三极管的最大 允许耗散功率PCM， 决定于总的热阻RT， 最大允许结温TJ和环 境温度TA。 TJ－ TA＝ RT PCM
PN结及半导体二极管
PN结的形成 N型半导体在室温下是带负电的电子和带正电 的施主离子。 P型半导体在室温下是带负电的受主离子和带 正电的空穴。 N型半导体中磷原子在硅晶体中给出一个多余的 电子，故称为施主离子或N型杂质.P型半导体 中硼原子能接受电子，故称为受主杂质或P型 杂质
P型半导体和N型半导体结合后如 图所示：
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稳压管的作用在于，电流增量IZ很大，只 引起很小的电压变化VZ。曲线越陡，动 态电阻RZ＝ VZ/ IZ越小，稳压管的稳压性 能越好。
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发光二极管（LED） 发光二极管通常用砷 化镓、磷化镓等制成 的。当这种管子通电 流时将发出光来，是 由于电子与空穴直接 复合而放出能量的结 果。
光电二极管
小结
1：PN结是现代半导体器件的基础。一个半导体 可制成一个二极管，两个PN结即可制成双极 型三极管。 2：半导体二极管的基本性能是单向导电性，利 用他的这一特性，可用来进行整流、限幅等。 二极管的伏安特性是非线性的。 3：半导体三极管是一种电流控制器件，即通过 基极电流或射极电流去控制集电极电流。所谓 放大作用，实质是一种控制作用。
晶体管概述
晶体管简介
晶体管分半导体二极管、晶体三极管两大类。 半导体二极管分： 1：整流二极管，广泛应用于电源电路中 2：检波二极管，应用于微波接收电路中 3：开关二极管，主要用于电子计算机和各种自 动控制系统 4：稳压二极管，利用PN结的齐纳击穿特性制作
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晶体三极管分： 1:双极型晶体管，两种载流子（空穴和电子）同 时参与导电 双极性晶体管是一种电流控制器件，有NPN、 PNP两种结构形式。它由三个区域（发射区E、 基区B、集电区C）构成，分别称为发射极、 基极、集电极。双极型晶体管有两个PN结， 分别称为发射结和集电结。 2：场效应晶体管，只有一种载流子（空穴或电 子）参与导电，故又称单极晶体管。
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产生PN结电击穿的原因是，在强电场作 用下，大大的增加了自由电子和空穴的 数目，应其反向电流的急剧增加，这种 现象的产生分雪崩击穿和齐纳击穿。
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雪崩击穿：当反向电压增大到某一数值后，载 流子的倍增情况就像在陡峭的积雪山坡上发生 雪崩一样，再流子增加的多而快，使反向电流 急剧增大，于是PN结就发生雪崩击穿。 齐纳击穿：在加有较高的反向电压下，PN结 空间电荷区中存在一个强电场，它能够破坏共 价键将束缚电子分离出来造成电子空穴对，形 成较大的反向电流。
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由此可见,PN结的正向电阻很小,反向电 阻很大,这就是它的单向导电性.从这里可 以看出,PN结具有单向导电性的关键是它 的阻挡层的存在及其随外加电压而变化.
PN结的反向击穿
加到PN结两端的反向电压 增大到一定数值，反向 电流突然增加，这个现 象称为PN结的反向击穿 VBR称为反向击穿电压 PN结电击穿后电流很大， 电压很高，容易使PN结 发热超过它的耗散功率 而过渡到热击穿。 这时PN结的电流和温升之 间出现恶性循环，从而 很快使PN结烧毁。
连接方式
三级管可有三种连接方 式：共基极、共发射极、 共集电极。 对于共射级电路，研究 其放大过程主要是分析 集电极电流与基极电流 之间的关系 Β＝ IC／IB
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由此我们可以得出一个很重要的结论： 发射区每向基区供给一个复合用的载流 子，就向集电区供给Β个载流子。这是三 级管内固定不变的电流分配原则。 共射级电路不但能得到电压放大，而且 能得到电流放大，所以共射级电路是目 前应用最广泛的一种组态。
１：最大整流电流IF：管子在长期运行时，允许 通过的最大平均电流。 ２：反向击穿电压VBR：管子反向击穿时的电压 值。一般手册上给出的最高反向电压约为击穿 电压的一半，以确保管子的安全运行 ３：反向电流IR：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。
二极管的极间电容
势垒电容CB 当PN结两端电压改变时，就会引起积累在PN 结的空间电荷的改变，从而显示出PN结的电 容效应。 势垒电容CB的大小与PN结面积S成正比，与阻 挡厚度成反比。 反向偏置的增加，会使阻挡厚度增大而使势垒 电容减小。正向偏置相反。 势垒电容在反向偏置时显得更加重要。
点接触型
点接触型二极管是由 一根很细的金属触丝 和一块半导体的表面 接触，然后正向通过 很大的瞬时电流，是 触丝和半导体牢固的 熔接在一起，构成 PN结
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由于点接触型二极管金属丝很细,形成的 PN结面积很小,所以极间电容很小,同时 也不能承受高的反向电压和电流.这种类 型的管子适于作高频检波和脉冲数字电 路里的开关元件.
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三级管内各个电流之间有确定的分配关 系，所以只要输入电流给定了，输出电 流和输出电压便基本确定了。而表征三 级管电流控制作用的参数就是电流放大 系数。
放大作用
如图所示,这是一个 简单的放大器.在基 极和发射级之间的回 路上加上一个待放大 的输入信号Vi。这样 发射结的外加电压将 等于VEE+ Vi，由于外 加电压的变化，将使 发射极电流IE相应的 变化，
PN结的单向导电性
1: 外加正向电压 外加电压正端接P区,负端接N区.在外加 正向电压的作用下,PN结的平衡状态被打 破,P区的空穴和N区的电子都向PN结移 动,与PN结的原有离子产生中和作用,结 果使PN结变窄,电阻减小,所以这个方向 的外加电压称为正向电压.
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2:外加反向电压 外加电压正端接N区,负端接P区.在这种外 电场作用下,P区的空穴和N区的电子都将 进一步离开PN结,使阻挡层厚度加宽.
P型半导体中的少数载流子－电子和N型 半导体的少数载流子－空穴，在反向电 压作用下很容易通过PN结，形成反向饱 和电流。 温度升高时，由于少数载流子增加，反 向电流将随之急剧增加。
３：反向击穿特性
当反向电压增加到一定的大小时，反向 电流剧增，这叫做二极管的反向击穿。 其原因与PN结击穿相同。
二极管的直流参数
电路中的图形
图中发射极的箭头表 示发射结在正向接法 下的电流方向，NPN 型管子的发射极箭头 向外。
三极管的放大作用
三极管的放大作用，主要是依靠它的发 射极电流能够通过基区传输，然后达到 集电极而实现的。为了保证这一传输过 程，一方面要满足内部条件，即要求发 射区杂质浓度要远大于基区杂质浓度,同 时基区厚度很小；另一方面要满足外部 条件，即发射结要正向偏置、集电结要 反向偏置。
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扩散电容 反映了在外加电压作用下载流子在扩散 过程中积累的情况 PN结在正向偏置时，扩散电容较大.而反 向偏置时,扩散电容数值很小,一般可以忽 略. 由上可见,在高频应用时,对于二极管的 PN结,必须考虑结电容的影响.
半导体器件型号的命名方式
两种特殊的二极管
稳压二极管 管子的杂质浓度较大， 空间电荷区内的电荷 密度也大，容易形成 强电场。当反向电压 加到一特定值时，反 向电流激增，产生反 向击穿。该反向击穿 电压即稳压管的稳定 电压。
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雪崩击穿和齐纳击穿（电击穿）过程是 可逆的，当加在稳压管两端的反向电压 降低后，管子仍可以恢复。但不能出现 热击穿。 热击穿：反向电流和反向电压的乘积不 超过PN结容许的耗散功率，超过了就会 因为热量散不出去而使PN结温度上升， 直到过热而烧毁。
二极管的结构
二极管按其结构不同 可分为点接触性和面 接触性两类。
P型半导体和N型半导体 结合后，在他们的交接 处就出现了电子和空穴 的浓度差别，N型区内电 子很多而空穴很少，P型 区则相反。这样，电子 和空穴都要从浓度高的 地方向浓度低的地方扩 散，扩散的结果就使P区 和N区中原来的电中性条 件破坏了。
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半导体中的离子由于物 质结构的关系，不能任 意移动，因此不参与导 电，他们就在P区和N区 交界面形成一个空间电 荷区（PN结）。空间电 荷区又可看作是一个阻 挡层，它对多数载流子 的扩散有阻挡作用。
光电二极管的反向电流 随光照强度的增加而上 升,在管壳上备有一个玻 璃窗口以便于接受光照. 它的反向电流与照度成 正比. 光电二极管可用来作为 光的测量.当制成大面积 的光电二极管是,可当作 一种能源,称为光电池.
半导体三极管
半导体三极管是通过一定的工艺，将两 个PN结结合在一起的元件．由于两个PN 结之间的互相影响，使半导体三极管表 现出不同于单个PN结的特性而具有电流 放大功能，从而使PN结的应用发生了质 的飞跃．
三级管结构简介
三级管按频率分，有 高频、低频管；安功 率分，有大、中、小 功率管；按材料分， 有硅管、锗管等等。
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这是硅平面管的管芯结 构图，它是在N型硅片氧 化膜上光刻一个窗口， 进行硼杂质扩散，获得P 型基区，经氧化膜掩护 后再在P型半导体上光刻 一窗口，进行高浓度的 磷扩散，获得N型发射区， 表面是一层二氧化硅保 护层，N型衬底则用作集 电极。
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由于PN结的正向电压对电流的控制作用 是很灵敏的，因此Vi的微小变化就可以引 起IE的很大变化，而IC＝a IE,所以又相应 引起IC的变化。集电极电流通过接在集电 极上的负载电阻R产生一个变化电压V0， 则从R取出来的变化电压V0随时间的变化 规律和Vi相同，但幅度却大了很多倍。所 增大的倍数称为电压放大倍数。
极限参数
1：集电极最大允许电流ICM。指三级管的参数变 化不超过允许值实际电机允许的最大电流。当 电流超过ICM时，管子性能将显著下降。 2：集电极最大允许功率损耗PCM。表示集电极上 允许损耗功率的最大值。为了提高PCM值通常 采用加散热装置的办法。 3：反向击穿电压。三级管的两个PN结，如反向 电压超过规定值，也会发生击穿
三级管的主要参数
1：电流放大系数。常用的三级管的放大值通常 在10～100之间。该值太小放大作用差，太大 易使管子性能不稳定。 2：集电极－基极反向饱和电流ICBO。表示发射极 开路，C、B间加上一定反向电压时的反向电 流。该值越小越好。 3：集电极－发射极反向饱和电流ICEO。基极开路， C、E间加上一定反向电压时的集电极电流。 该值大的管子性能不稳定。