人教版高中物理选修2-1：晶体管_课件1
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按制作工பைடு நூலகம்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
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；
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
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
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VI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。
SP i
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
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
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。
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。
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
三极 怎管样为控什制么它饱和I能的C(sMa用开t) T作和开关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 < Uth时，三极管截止。
B
uBE < Uth
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
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；
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
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
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VI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。
SP i
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
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
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。
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。
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
三极 怎管样为控什制么它饱和I能的C(sMa用开t) T作和开关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 < Uth时，三极管截止。
B
uBE < Uth