晶体管解析PPT精品课件
合集下载
第二章晶体管 48页PPT
T (C)
iB (μA)
10o
100
iB不变，uBE
将减小。80
60
uBE不变，iB将增大。4200
0
0o
(v)
0.4 0.7
vBE
不同温度下的输入特性曲线
iC（mA）
}30μ A
}20μ A }10μ A
} 0μ A
不同温度下的输出特性曲线
VCE
— 25度； 45度 iB相同
T(C)
ICIB8.6m AIC SV R cc c5m A管子工作在饱和状态
V 或 IC CE I B V Ic c B V ccI R 8 C .B V 6 m B R E A C 5 5 5 0 0 8 .. 7 6 1 8 6u A 3 .6 V V子C工E不作能在为饱负和，状管态
(锗管,截止）
（ NPN管 ，c极电位高于e极，否则反向应用,很小)
2）PNP管：(1) -0.2V 0V -0.1V
c
•
(2) -3V -0.2V 0V
b
•
(3) 1V 1.2V -2V
解：
(1) b~ -0.2V e~ 0V c~ -0.1V（锗管 饱和） e
(2) c~ -3V b~ -0.2V e~0V （锗管 放大）
解：be结加正偏，管子导通，故其工作在放大或饱和。
IBVccR B VBE5 50 0.786uA
IBSVccR V C CES1 50 00 .3 147uA
IB IBS 管子工作在饱和状态;
VCE= 0.3v
或 IBV ccR B V B E5 50 0.786uA
例题
1、由电极电位判断三极管的工作状态。
双极型晶体管知识讲座(ppt 52页)
2.晶体管的电流分配
③③hfb(与)与h之f=e(1间)－之的间的关关系系
联立下面三式可求出此关系式：
iC= iB iC= iE iE = iC + iB 请同学们自己推导
N
P
IEP
e IE
－ IEN
IBN
VEE
空穴
+ IB b
电子
N
IC c + ICVBOCC
电流方向
IE = IB + IC
二、晶体管的电流分配 基极电流IB: 基极电流主要由基
与放大作用
区的空穴 与从发射区扩散 过来的
1.晶体管各PN结电压连 电子复合而成。同时电源VEE又不
接的一般特性
断地从基区中把电子拉走, 维持基
2.晶体管的电流分配
区有一定数量的空穴。
N
P
IEP
e IE
－ IEN
IBN
VEE
空穴
+ IB b
电子
N ICN
大功 率低 频三 极管
中功 率低 频三 极管
小功 率高 频三 极管
•2 返回
本 半导体三极管的结构
节
学学 晶 体 三 极 管 的 放 大 原 理 习习 要要 共 射 电 路 输 入 特 性 曲 线 的 意 义 点点 和 共射电路输出特性曲线的意义
要
求 晶体三极管常用参数的意义
•3 返回
一、晶体管结构简介
小的信号(如微小变化的电压、微小变
3.放大作用 (1)共射极放大电路
(2)共射电路的电压放大
化的电流）转换成较大变化的信号。 要使三继续极管有放大作返用回,必须与一些阻 容元输件出按电一流定变的化方量式为连接成电路,称为
③③hfb(与)与h之f=e(1间)－之的间的关关系系
联立下面三式可求出此关系式：
iC= iB iC= iE iE = iC + iB 请同学们自己推导
N
P
IEP
e IE
－ IEN
IBN
VEE
空穴
+ IB b
电子
N
IC c + ICVBOCC
电流方向
IE = IB + IC
二、晶体管的电流分配 基极电流IB: 基极电流主要由基
与放大作用
区的空穴 与从发射区扩散 过来的
1.晶体管各PN结电压连 电子复合而成。同时电源VEE又不
接的一般特性
断地从基区中把电子拉走, 维持基
2.晶体管的电流分配
区有一定数量的空穴。
N
P
IEP
e IE
－ IEN
IBN
VEE
空穴
+ IB b
电子
N ICN
大功 率低 频三 极管
中功 率低 频三 极管
小功 率高 频三 极管
•2 返回
本 半导体三极管的结构
节
学学 晶 体 三 极 管 的 放 大 原 理 习习 要要 共 射 电 路 输 入 特 性 曲 线 的 意 义 点点 和 共射电路输出特性曲线的意义
要
求 晶体三极管常用参数的意义
•3 返回
一、晶体管结构简介
小的信号(如微小变化的电压、微小变
3.放大作用 (1)共射极放大电路
(2)共射电路的电压放大
化的电流）转换成较大变化的信号。 要使三继续极管有放大作返用回,必须与一些阻 容元输件出按电一流定变的化方量式为连接成电路,称为
晶体管简介ppt课件
接上页
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.
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
接上页
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.
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
接上页
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。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
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
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
《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。
《双极和MOS晶体管》PPT课件
整个发射上有电 流流过
可获得单位面积 的大输出电流
开态电压VBE与 尺寸、工艺无关
片间涨落小，可获 得小的电压摆幅
易于获
高速
得高fT
应用
易于获得 大电流
大功率 应用
易于小信 号应用
模拟电路
输入电压直接控制提供输出电 流的载流子密度
高跨导
输入电容 由扩散电
容决定
随工作电流的减小 而减小
可同时在大或小的电流下工 作而无需调整输入电容
4.4 晶体管的频率特性
（1）截止频率 f：共基极电 数减小到低频值的
所对应的频率值
1/ 2
流放大系
（2）截止频率f ：
（3）特征频率fT：共发射极电流放大系数为1时对应的工作频率 （4）最高振荡频率fM：功率增益为1时对应的频率
5. BJT的特点
优点
垂直结构
与输运时间相关的尺 寸由工艺参数决定， 与光刻尺寸关系不大
注意：饱和区(又称有源区)对应三极管的放大区。
数学模型：
工作在饱和区时，MOS 管的正向受控作用，服从 平方律关系式：
ID
nCOXW
2l
(VGS
VGS(th) )2
若考虑沟道长度调制效应，则 ID 的修正方程：
ID
nCOXW
2l
(VGS
VGS(th) )2 1
VDS VA
nCOXW
2l
(VGS
PMOS管速度较低，现已很少单独使用，主要用于和NMOS管 构成CMOS电路。
场效应管参数 开启电压VGS(th) (或VT)
开启电压是MOS增强型管的参数，栅源电压小于开启电压的 绝对值, 场效应管不能导通。
夹断电压VGS(off) (或VP)
双极晶体管PPT课件
Irb I ne
Isb
1
I rb I ne
I sb I ne
体复合 表面复合
对均匀基区
对缓变基区
0*
1
Wb 2L2nb
SASWb Ae Dnb
S为表面复合速率
0*
1
Wb
L2nb
SASWb N B Ae Dnb NB 0
47
4. 基区宽变效应
基区有效宽度随集电结偏压而变化的现象称为基区宽度调变 效应（厄尔利效应）
Ine
I ne
1
Ie Ine I pe Ire 1 I pe Ire
Ine Ine
43
2. 发射区重掺杂效应对电流放大系数的影响
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
1
Dpe
N
BWb
)
1
Wb2 2L2nb
1
Dpe NBWb Dnb NEWe
Wb2 2L2nb
Dnb NEWe
或者
( 1
1
eWb
)
1
Wb2 2L2nb
1
eWb bWe
1
Wb2 2L2nb
bWe
1
eWb bWe
Wb2 2L2nb
29
4、共射极电流增益
0
0 10
1
10
41
3.3 晶体管的直流电流增益 3.3.3 提高放大系数的途径 1、减小基区宽度 （基区少子浓度梯度大，且复合损失小）
《MOS晶体管》课件
制造工艺
MOS晶体管的制造过程由多个步骤和工序组成，以确保器件的性能和质量。
原型MOS晶 体管制造流 程
包括材料制备、硅 片切割、掺杂、光 刻、薄膜沉积等工 艺步骤。
增强型MOS 晶体管制造 流程
在原型MOS制造过 程的基础上，增加 了沉积栅极材料和 结构形成的步骤。
沟道单极型 MOS晶体管 制造流程
引入杂质离子，改 变沟道特性和导电 性的制造方法，与 增强MOS晶体管制 造类似。
双极性MOS 晶体管制造 流程
结合N型和P型 MOS晶体管制造流 程，实现复合工作 模式的制造过程。
现代发展趋势
MOS晶体管的发展仍在不断演进，面对不同应用需求和技术挑战。
增强型MOS晶体管的改 进和发展
应用新材料和设计方法提高 性能和可靠性，推动数字、 模拟和功率电路的新一代产 品。
运行方式
MOS晶体管的工作方式根据电流流动与增强以及信号放大的需求而不同。
1
开关型MOS晶体管
将输入信号转化为开关电流，广泛应用于数字集成电路、开关电源等领域。
2
放大型MOS晶体管
通过调节输入电流实现信号放大与放大倍数控制，在模拟集成电路、放大器等方 面具有重要应用。
3
Hale Waihona Puke 自复合MOS晶体管结合了开关型和放大型的特性，可在不同模式之间切换工作，拓展了MOS晶体管 的应用领域。
《MOS晶体管》课件
MOS晶体管是现代电子技术中至关重要的元件之一。本课件将介绍其概念、 工作原理、种类、运行方式、制造工艺以及未来发展趋势。
概述
MOS晶体管是一种基本的场效应晶体管，利用电场在绝缘层上控制电荷流动，具有高度可控性和 低功耗特性。
基本构成
常用晶体管介绍课件
常用晶体管介绍课件
目录
• 晶体管工作原理 • 常用晶体管类型 • 晶体管应用领域 • 晶体管发展趋势与展望
晶体管概述
晶体管定 义
晶体管
晶体管由三个电极组成
晶体管分 类
双极型晶体管（BJT）
双极型晶体管是电流控制型器件，通过基极电流控制集电极和发射极之间的电流。 常见的有NPN和PNP型。
场效应晶体管（FET）源自晶体管工作原理晶体管结构
NPN型晶体管
由三个半导体元件组成，包括两个N 型和一个P型半导体，中间是基极（B） ，两端分别是集电极（C）和发射极 （E）。
PNP型晶体管
晶体管尺寸
晶体管的尺寸通常以晶体管的外形尺 寸和电极数目来描述。
与NPN型晶体管相似，只不过PNP型 晶体管的电流方向与NPN型相反。
场效应晶体管（FET）
总结词
详细描述
场效应晶体管（FET）
场效应晶体管（FET）
绝缘栅双极型晶体管（IGBT）
总结词
详细描述
绝缘栅双极型晶体管（IGBT）
总结词：工作原理
VS
详细描述：绝缘栅双极型晶体管的工 作原理基于电子和空穴的复合运动以 及电压对通道的调制。当施加正栅极 电压时，形成N型通道，电子从发射 极注入到集电区，空穴从集电极注入 到N型基区，形成较大的电流。当负 栅极电压施加时，通道消失，电流减 小。
晶体管工作状 态
截止状态
当基极输入的信号电压小于阈值 电压时，晶体管处于截止状态， 集电极和发射极之间无电流通过。
放大状态
当基极输入的信号电压大于阈值 电压时，晶体管进入放大状态， 集电极和发射极之间的电流按一
定比例放大。
饱和状态
当基极输入的信号电压继续增大， 晶体管进入饱和状态，此时集电 极和发射极之间的电流不再按比 例放大。
目录
• 晶体管工作原理 • 常用晶体管类型 • 晶体管应用领域 • 晶体管发展趋势与展望
晶体管概述
晶体管定 义
晶体管
晶体管由三个电极组成
晶体管分 类
双极型晶体管（BJT）
双极型晶体管是电流控制型器件，通过基极电流控制集电极和发射极之间的电流。 常见的有NPN和PNP型。
场效应晶体管（FET）源自晶体管工作原理晶体管结构
NPN型晶体管
由三个半导体元件组成，包括两个N 型和一个P型半导体，中间是基极（B） ，两端分别是集电极（C）和发射极 （E）。
PNP型晶体管
晶体管尺寸
晶体管的尺寸通常以晶体管的外形尺 寸和电极数目来描述。
与NPN型晶体管相似，只不过PNP型 晶体管的电流方向与NPN型相反。
场效应晶体管（FET）
总结词
详细描述
场效应晶体管（FET）
场效应晶体管（FET）
绝缘栅双极型晶体管（IGBT）
总结词
详细描述
绝缘栅双极型晶体管（IGBT）
总结词：工作原理
VS
详细描述：绝缘栅双极型晶体管的工 作原理基于电子和空穴的复合运动以 及电压对通道的调制。当施加正栅极 电压时，形成N型通道，电子从发射 极注入到集电区，空穴从集电极注入 到N型基区，形成较大的电流。当负 栅极电压施加时，通道消失，电流减 小。
晶体管工作状 态
截止状态
当基极输入的信号电压小于阈值 电压时，晶体管处于截止状态， 集电极和发射极之间无电流通过。
放大状态
当基极输入的信号电压大于阈值 电压时，晶体管进入放大状态， 集电极和发射极之间的电流按一
定比例放大。
饱和状态
当基极输入的信号电压继续增大， 晶体管进入饱和状态，此时集电 极和发射极之间的电流不再按比 例放大。
MOS场效应晶体管ppt课件
MOS 场效应晶体管基本结构示意图
16
2. MOS管的基本工作原理
MOS 场效应晶体管的工作原理示意图
17
4.2.2 MOS 场效应晶体管的转移特性
MOS 场效应晶体管可分为以下四种类型:N沟增强型、 N沟耗尽型、P沟增强型、P沟耗尽型。 1. N沟增强型MOS管及转移特性
18
2. N沟耗尽型MOS管及转移特性 3.P沟增强型MOS管及转移特性
理想 MOS 二极管不同 偏压下的能带图及 电荷分布
a) 积累现象 b) 耗尽现象 c) 反型现象
3
2.表面势与表面耗尽区 下图给出了P型半导体MOS结构在栅极电压UG>>0情况 下更为详细的能带图。
4
在下面的讨论中，定义与费米能级相对应的费米势为
F
(Ei
EF )体内 q
因此，对于P型半导体， F
如图所示，当漏源电压UDS增高到某一值时，漏源电流 就会突然增大，输出特性曲线向上翘起而进入击穿区。 关于击穿原因，可用两种不同的击穿机理进行解释：漏 区与衬底之间PN结的雪崩击穿和漏-源之间的穿通。
41
1. 漏区-衬底之间的PN结击穿 在MOS晶体管结构中，栅极金属有一部分要覆盖在漏极上。 由于金属栅的电压一般低于漏区的电位，这就在金属栅极 与漏区之间形成附加电场，这个电场使栅极下面PN结的耗 尽区电场增大，如下图，因而使漏源耐压大大降低。
a) N 沟 MOS b) P 沟 MOS
29
3. 衬底杂质浓度的影响
衬底杂质浓度对阀值电压的影响
30
4. 功函数差的影响
功函数差也将随衬底杂质浓度的变化而变化。但实验证明， 该变化的范围并不大。 从阀值电压的表示式可知，功函数越大，阀值电压越高。 为降低阀值电压，应选择功函数差较低的材料，如掺杂多 晶体硅作栅电极。
16
2. MOS管的基本工作原理
MOS 场效应晶体管的工作原理示意图
17
4.2.2 MOS 场效应晶体管的转移特性
MOS 场效应晶体管可分为以下四种类型:N沟增强型、 N沟耗尽型、P沟增强型、P沟耗尽型。 1. N沟增强型MOS管及转移特性
18
2. N沟耗尽型MOS管及转移特性 3.P沟增强型MOS管及转移特性
理想 MOS 二极管不同 偏压下的能带图及 电荷分布
a) 积累现象 b) 耗尽现象 c) 反型现象
3
2.表面势与表面耗尽区 下图给出了P型半导体MOS结构在栅极电压UG>>0情况 下更为详细的能带图。
4
在下面的讨论中，定义与费米能级相对应的费米势为
F
(Ei
EF )体内 q
因此，对于P型半导体， F
如图所示，当漏源电压UDS增高到某一值时，漏源电流 就会突然增大，输出特性曲线向上翘起而进入击穿区。 关于击穿原因，可用两种不同的击穿机理进行解释：漏 区与衬底之间PN结的雪崩击穿和漏-源之间的穿通。
41
1. 漏区-衬底之间的PN结击穿 在MOS晶体管结构中，栅极金属有一部分要覆盖在漏极上。 由于金属栅的电压一般低于漏区的电位，这就在金属栅极 与漏区之间形成附加电场，这个电场使栅极下面PN结的耗 尽区电场增大，如下图，因而使漏源耐压大大降低。
a) N 沟 MOS b) P 沟 MOS
29
3. 衬底杂质浓度的影响
衬底杂质浓度对阀值电压的影响
30
4. 功函数差的影响
功函数差也将随衬底杂质浓度的变化而变化。但实验证明， 该变化的范围并不大。 从阀值电压的表示式可知，功函数越大，阀值电压越高。 为降低阀值电压，应选择功函数差较低的材料，如掺杂多 晶体硅作栅电极。
第二章晶体管-PPT课件
例题
1、由电极电位判断三极管的工作状态。
在电路中，测得下述6组三极管三个极的电位： c 1）NPN管：(1) 1V (2) 0.3V (3) 2V (2) e~0.3V (3) e~2V c~0.7V c~5V 0.3V 0.7V 5V 3V 1V 1V
b e
解： (1) b~1V;e~ 0.3V ;c~ 3V (硅管，放大）
特点
6
9
iC(mA )
4
3 2 1 3 6 9
此区域中 : 100A IB=0, IC=ICEO, 80A UBE< 死区 60A 电压，称为 截止区。 40A
20A iB=0 12 vCE(V)
特点
输出特性三个工作区域的特点:
（1）放大区：发射结正偏，集电结反偏。
iC i B , 且 IC = IB 即：
(2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。 即：VCEVBE ， IB>IC，VCE0.3V (3) 截止区： VBE< 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0
输出特性
V V V A C E Q A r c e IC IC Q Q
2.1.3 温度对晶体管特性曲线的影响
T (C )
RC VC
VB
输出特性
vCE =0.5V
vCE=0V
iB(A)
80
60 40 死区电 20 压，硅管 0.5V，锗 管0.2V。
vCE 1V 工作压降： 硅管 UBE0.6~0.7V,锗管 UBE0.2~0.3V。
0.4
0.8
vBE(V)
输入特性
二、共射输出特性曲线
i (mA ) iC f (v )| C i = 常数 C E
- 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)。
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。
2021/3/1
12
P型半导体
空穴 价电子填补空位
Si
Si
Si
SSii
Si
Si
2021/3/1
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。
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
N区
2021/3/1
内电场方向 N区的电子向P区扩散并与空穴复合 18
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。
2021/3/1
22
全密封金属结构
塑料封装
2021/3/1
23
半波整流电路
2021/3/1
24
全波整流电路
2021/3/1
25
2021/3/1
26
桥式整流电路
2021/3/1
27
2021/3/1
28
2021/3/1
29
晶体三极管
2021/3/1
30
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。
13
二极管
2021/3/1
14
晶体二极管
2021/3/1
15
二极管的分类：
按材料分：锗二极管、硅二极管、砷化 镓二极管；
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。
2021/3/1
16
2021/3/1
17
PN 结的形成
知识与能力：
1.初步了解半导体的导电特性 2.知道PN结的构成 3.初步了解二极管和三极管的工作原理
2021/3/1
4
过程与方法：
1.通过演示及案例完成由感性到理性的 认识，培养观察能力和分析能力。
2.通过对原理图的分析与认识，从原 理上认识传感器。
2021/3/1
5
情感与态度：
1.有参与实验总结规律的热情， 从而能更方便的解决实际问题。
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。
2021/3/1
10
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
2021/3/1
11
N型半导体
多余价电子
在硅或锗的晶体中掺入五
Si
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，
33
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。
2021/3/1
34
三极管的开关作用
2021/3/1
35
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 < Uth时，三极管截止。
B
uBE < 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 Uth为门限电压
2021于/3/1开关断开。
36
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
2.再次体会学以致用，结合身边 的例子发现生活中的物理知识。
2021/3/1
6
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
2021/3/1
7
本节导航
半导体 整流
二极管 三极管
2021/3/1
8
半导体
2021/3/1
9
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。
2021/3/1
31
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
c
集电区
集电结
基区
P
b
N
发射结
发射区
P
集电结 发射结
e NPN型
e PNP型
(a)
2021/3/1
32
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
e PN P型
(b)
2021/3/1
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。
2021/3/1
20
整流
2021/3/1
21
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。
导入新课
生活中见过这种东西吗？
是什么？
2021/3/1
1
它们是晶体管，它是集成电路 诞生的关键性因素，计算机技术能 如此快速的发展，其支柱就是微电 子技术，而微电子领域中最活跃的 就是集成电路，由此可见，集体管 是这些先进技术的基础。
2021/3/1
2
第六章
第一节
晶体管
2021/3/1
3
教学目标
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。2021/3/1 Nhomakorabea19
在外电场的作用下， 自由电子逆着电场方向定
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