半导体三极管的基本结构(转)
半导体三极管的基本结构
三极管内部结构
半导体二极管内部只有一个PN结，若在半导体二极管P型半导体的旁边，再加上一块N型半导体如图5-1（a）所示。由图5-1（a）可见，这种结构的器件内部有两个PN结，且N型半导体和P型半导体交错排列形成三个区，分别称为发射区，基区和集电区。从三个区引出的引脚分别称为发射极，基极和集电极，用符号e、b、c来表示。处在发射区和基区交界处的PN结称为发射结；处在基区和集电区交界处的PN结称为集电结。具有这种结构特性的器件称为三极管。
三极管通常也称双极型晶体管（BJT），简称晶体管或三极管。三极管在电路中常用字母T来表示。因三极管内部的两个PN结相互影响，使三极管呈现出单个PN结所没有的电流放大的功能，开拓了PN结应用的新领域，促进了电子技术的发展。
因图5-1（a）所示三极管的三个区分别由NPN型半导体材料组成，所以，这种结构的三极管称为NPN型三极管，图5-1（b）是NPN型三极管的符号，符号中箭头的指向表示发射结处在正向偏置时电流的流向。
根据同样的原理，也可以组成PNP型三极管，图5-2（a）、（b）分别为PNP 型三极管的内部结构和符号。
由图5-1和图5-2可见，两种类型三极管符号的差别仅在发射结箭头的方向上，理解箭头的指向是代表发射结处在正向偏置时电流的流向，有利于记忆NPN 和PNP型三极管的符号，同时还可根据箭头的方向来判别三极管的类型。
例如，当大家看到“ ”符号时，因为该符号的箭头是由基极指向发射极的，说明当发射结处在正向偏置时，电流是由基极流向发射极。根据前面所讨论的内容已知，当PN结处在正向偏置时，电流是由P型半导体流向N型半导体，由此可得，该三极管的基区是P型半导体，其它的两个区都是N型半导体，所以该三极管为NPN型三极管。
晶体管除了PNP和NPN两种类别的区分外，还有很多种类。根据三极管工作频率的不同，可将三极管分为低频管和高频管；根据三极管消耗功率的不同，可将三极管分为小功率管、中功率管和大功率管等。常见三极管的外形如图5-3
所示。
图5-3（a）和图5-3（b）都是小功率管，图5-3（c）为中功率管，图5-3（d）为大功率管。
三极管的电流放大作用
1、三极管内部PN结的结构
对模拟信号进行处理最基本的形式是放大。在生产实践和科学实验中，从传感器获得的模拟信号通常都很微弱，只有经过放大后才能进一步处理，或者使之具有足够的能量来驱动执行机构，完成特定的工作。放大电路的核心器件是三极管，三极管的电流放大作用与三极管内部PN的特殊结构有关。
从图5-1和5-2可见，三极管犹如两个反向串联的PN结，如果孤立地看待这两个反向串联的PN结，或将两个普通二极管串联起来组成三极管，是不可能具有电流的放大作用。具有电流放大作用的三极管，PN结内部结构的特殊性是：（1）为了便于发射结发射电子，发射区半导体的掺杂溶度远高于基区半导体的掺杂溶度，且发射结的面积较小。
（2）发射区和集电区虽为同一性质的掺杂半导体，但发射区的掺杂溶度要高于集电区的掺杂溶度，且集电结的面积要比发射结的面积大，便于收集电子。
（3）联系发射结和集电结两个PN结的基区非常薄，且掺杂溶度也很低。
上述的结构特点是三极管具有电流放大作用的内因。要使三极管具有电流的放大作用，除了三极管的内因外，还要有外部条件。三极管的发射极为正向偏置，集电结为反向偏置是三极管具有电流放大作用的外部条件。
放大器是一个有输入和输出端口的四端网络，要将三极管的三个引脚接成四端网络的电路，必须将三极管的一个脚当公共脚。取发射极当公共脚的放大器称为共发射极放大器，基本共发射极放大器的电路如图5-4所示。
图5-4中的基极和发射极为输入端，集电极和发射极为输出端，发射极是该电路输入和输出的公共端，所以，该电路称为共发射极电路。
图5-4中的u
i 是要放大的输入信号，u
o
是放大以后的输出信号，V
BB
是基极电
源，该电源的作用是使三极管的发射结处在正向偏置的状态，V
CC
是集电极电源，
该电源的作用是使三极管的集电结处在反向偏置的状态，R
C
是集电极电阻。
2、共发射极电路三极管内部载流子的运动情况
共发射极电路三极管内部载流子运动情况的示意图如图5-5所示。图5-5中载流子的运动规律可分为以下的几个过程。
（1）发射区向基区发射电子的过程
发射结处在正向偏置，使发射区的多数载流子（自由电子）不断的通过发射结扩散到基区，即向基区发射电子。与此同时，基区的空穴也会扩散到发射区，
由于两者掺杂溶度上的悬殊，形成发射极电流I
E
的载流子主要是电子，电流的
方向与电子流的方向相反。发射区所发射的电子由电源E
C
的负极来补充。
（2）电子在基区中的扩散与复合的过程
扩散到基区的电子，将有一小部分与基区的空穴复合，同时基极电源E
B
不断
的向基区提供空穴，形成基极电流I
B
。由于基区掺杂的溶度很低，且很薄，在基
区与空穴复合的电子很少，所以，基极电流I
B
也很小。扩散到基区的电子除了被基区复合掉的一小部分外，大量的电子将在惯性的作用下继续向集电结扩散。
（3）集电结收集电子的过程
反向偏置的集电结在阻碍集电区向基区扩散电子的同时，空间电荷区将向基区延伸，因集电结的面积很大，延伸进基区的空间电荷区使基区的厚度进一步变薄，使发射极扩散来的电子更容易在惯性的作用下进入空间电荷区。集电结的空间电荷区，可将发射区扩散进空间电荷区的电子迅速推向集电极，相当于被集电
极收集。集电极收集到的电子由集电极电源E
c 吸收，形成集电极电流I
C
。
3、三极管的电流分配关系和电流放大系数
根据上面的分析和节点电流定律可得，三极管三个电极的电流I
E 、I
B
、I
C
之
间的关系为：
I E =I
B
+I
C
（5-1）
三极管的特殊结构使I
C 大大于I
B
，令
（5-2）
称为三极管的直流电流放大倍数。它是描述三极管基极电流对集电极电流
控制能力大小的物理量，大的管子，基极电流对集电极电流控制的能力就大。
是由晶体管的结构来决定的，一个管子做成以后，该管子的就确定了。
三极管的共射特性曲线
三极管的特性曲线是描述三极管各个电极之间电压与电流关系的曲线，它们是三极管内部载流子运动规律在管子外部的表现。三极管的特性曲线反映了管子的技术性能，是分析放大电路技术指标的重要依据。三极管特性曲线可在晶体管图示仪上直观地显示出来，也可从手册上查到某一型号三极管的典型曲线。
三极管共发射极放大电路的特性曲线有输入特性曲线和输出特性曲线，下面以NPN型三极管为例，来讨论三极管共射电路的特性曲线。
1、输入特性曲线
输入特性曲线是描述三极管在管压降U
CE 保持不变的前提下，基极电流i
B
和
发射结压降u
BE
之间的函数关系，即
（5-3）
三极管的输入特性曲线如图5-6所示。由图5-6可见NPN型三极管共射极输入持性曲线的特点是：
（1）在输入特性曲线上也有一个开启电压，在开启电压内，u
BE
虽己大于零，
但i
B 几乎仍为零，只有当u
BE
的值大于开启电压后，i
B
的值与二极管一样随u
BE
的
增加按指数规律增大。硅晶体管的开启电压约为0.5V，发射结导通电压V
on
约为0.6～0.7V；锗晶体管的开启电压约为0.2V，发射结导通电压约为0.2～0.3V。
（2）三条曲线分别为U
CE =0V，U
CE
=0.5V和U
CE
=1V的情况。当U
CE
=0V时，相当
于集电极和发射极短路，即集电结和发射结并联，输入特性曲线和PN结的正向特性曲线相类似。当U
CE
=1V，集电结已处在反向偏置，管子工作在放大区，集电
极收集基区扩散过来的电子，使在相同u
BE 值的情况下，流向基极的电流i
B
减小，
输入特性随着U
CE 的增大而右移。当U
CE
>1V以后，输入特性几乎与U
CE
=1V时的特
性曲线重合，这是因为Vcc＞lV后，集电极已将发射区发射过来的电子几乎全部
收集走，对基区电子与空穴的复合影响不大，i
B
的改变也不明显。
因晶体管工作在放大状态时，集电结要反偏，U
CE
必须大于l伏，所以，只要
给出U
CE
=1V时的输入特性就可以了。
2、输出特性曲线
输出特性曲线是描述三极管在输入电流i
B
保持不变的前提下，集电极电流
i C 和管压降u
CE
之间的函数关系，即
（5-4）
三极管的输出特性曲线如图5-7所示。由图5-7可见，当I
B
改变时，i
C
和u
CE
的关系是一组平行的曲线族，并有截止、放大、饱和三个工作区。
（1）截止区
I
B
=0持性曲线以下的区域称为截止区。此时晶体管的集电结处于反偏，发射
结电压u
BE ＜0，也是处于反偏的状态。由于i
B
＝0，在反向饱和电流可忽略的前
提下，i
C =βi
B
也等于0，晶体管无电流的放大作用。处在截止状态下的三极管，
发射极和集电结都是反偏，在电路中犹如一个断开的开关。
实际的情况是：处在截止状态下的三极管集电极有很小的电流I
CE0
，该电流称为三极管的穿透电流，它是在基极开路时测得的集电极-发射极间的电流，不
受i
B
的控制，但受温度的影响。
（2）饱和区
在图5-4的三极管放大电路中，集电极接有电阻R
C ，如果电源电压V
CC
一定，
当集电极电流i
C 增大时，u
CE
=V
CC
-i
C
R
C
将下降，对于硅管，当u
CE
降低到小于0.7V
时，集电结也进入正向偏置的状态，集电极吸引电子的能力将下降，此时i
B
再
增大，i
C
几乎就不再增大了，三极管失去了电流放大作用，处于这种状态下工作的三极管称为饱和。
规定U
CE ＝U
BE
时的状态为临界饱和态，图5-7中的虚线为临界饱和线，在临
界饱和态下工作的三极管集电极电流和基极电流的关系为：
（5-1-4）
式中的I
CS ，I
BS
，U
CES
分别为三极管处在临界饱和态下的集电极电流、基极电
流和管子两端的电压（饱和管压降）。当管子两端的电压U
CE ＜U
CES
时，三极管将
进入深度饱和的状态，在深度饱和的状态下，i
C =βi
B
的关系不成立，三极管的
发射结和集电结都处于正向偏置会导电的状态下，在电路中犹如一个闭合的开关。
三极管截止和饱和的状态与开关断、通的特性很相似，数字电路中的各种开关电路就是利用三极管的这种特性来制作的。
（3）放大区
三极管输出特性曲线饱和区和截止区之间的部分就是放大区。工作在放大区的三极管才具有电流的放大作用。此时三极管的发射结处在正偏，集电结处在反
偏。由放大区的特性曲线可见，特性曲线非常平坦，当i
B 等量变化时，i
C
几乎也
按一定比例等距离平行变化。由于i
C 只受i
B
控制，几乎与u
CE
的大小无关，说明
处在放大状态下的三极管相当于一个输出电流受I
B
控制的受控电流源。
上述讨论的是NPN 型三极管的特性曲线，PNP 型三极管特性曲线是一组与NPN 型三极管特性曲线关于原点对称的图像
三极管的主要参数 三极管的主要参数有：
1、共射电流放大系数
和β
在共射极放大电路中，若交流输入信号为零，则管子各极间的电压和电流都
是直流量，此时的集电极电流I C 和基极电流I B 的比就是
，
称为共射直流
电流放大系数。
当共射极放大电路有交流信号输入时，因交流信号的作用，必然会引起I B
的变化，相应的也会引起I C 的变化，两电流变化量的比称为共射交流电流放大系数β，即
（5-6）
上述两个电流放大系数
和β的含义虽然不同，但工作在输出特性曲线放
大区平坦部分的三极管，两者的差异极小，可做近似相等处理，故在今后应用时，
通常不加区分，直接互相替代使用。
由于制造工艺的分散性，同一型号三极管的β值差异较大。常用的小功率三极管，β值一般为20～100。β过小，管子的电流放大作用小，β过大，管子工作的稳定性差，一般选用β在40～80之间的管子较为合适。
2、极间反向饱和电流I CBO 和I CEO
（1）集电结反向饱和电流I CBO 是指发射极开路，集电结加反向电压时测得的集电极电流。常温下，硅管的I CBO 在nA （10-9）的量级，通常可忽略。
（2）集电极-发射极反向电流I CEO 是指基极开路时，集电极与发射极之间的反向电流，即穿透电流，穿透电流的大小受温度的影响较大，穿透电流小的管子热稳定性好。
3、极限参数
（1）集电极最大允许电流I CM
晶体管的集电极电流I
C 在相当大的范围内β值基本保持不变，但当I
C
的数
值大到一定程度时，电流放大系数β值将下降。使β明显减少的I
C 即为I
CM
。
为了使三极管在放大电路中能正常工作，I
C 不应超过I
CM
。
（2）集电极最大允许功耗P
CM
晶体管工作时、集电极电流在集电结上将产生热量，产生热量所消耗的功率
就是集电极的功耗P
CM
，即
P CM =I
C
U
CE
（5-7）
功耗与三极管的结温有关，结温又与环境温度、管子是否有散热器等条件相关。根据5-7式可在输出特性曲线上作出三极管的允许功耗线，如图5-8所示。功耗线的左下方为安全工作区，右上方为过损耗区。
手册上给出的P
CM
值是在常温下25℃时测得的。硅管集电结的上限温度为150℃左右，锗管为70℃左右，使用时应注意不要超过此值，否则管子将损坏。
（3）反向击穿电压U
BR（CEO）
反向击穿电压U
BR（CEO）
是指基极开路时，加在集电极与发射极之间的最大允许
电压。使用中如果管子两端的电压U
CE ＞U
BR（CEO）
，集电极电流I
C
将急剧增大，这
种现象称为击穿。管子击穿将造成三极管永久性的损坏。三极管电路在电源E
C
的值选得过大时，有可能会出现，当管子截止时，U
CE ＞U
BR（CEO）
导致三极管击穿而
损坏的现象。一般情况下，三极管电路的电源电压E
C 应小于1/2 U
BR（CEO）
。
4、温度对三极管参数的影响
几乎所有的三极管参数都与温度有关，因此不容忽视。温度对下列的三个参数影响最大。
（1）对β的影响：
三极管的β随温度的升高将增大，温度每上升l℃，β值约增大0.5～1％，
其结果是在相同的I
B 情况下，集电极电流I
C
随温度上升而增大。
（2）对反向饱和电流I
CEO
的影响：
I CEO 是由少数载流子漂移运动形成的，它与环境温度关系很大，I
CEO
随温度上
升会急剧增加。温度上升10℃，I
CEO 将增加一倍。由于硅管的I
CEO
很小，所以，
温度对硅管I
CEO
的影响不大。
（3）对发射结电压u
be
的影响：
和二极管的正向特性一样，温度上升1℃，u
be
将下降2～2.5mV。
综上所述，随着温度的上升，β值将增大，i
C 也将增大，u
CE
将下降，这对三
极管放大作用不利，使用中应采取相应的措施克服温度的影响。
模拟电子技术基础 1章 常用半导体器件题解
第一章 常用半导体器件 自 测 题 一、判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果填入空内。 （1）在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。（ ） （2）因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。（ ） （3）PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。（ ） （4）处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。 （ ） （5）结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其R G S 大的特点。（ ） （6）若耗尽型N 沟道MOS 管的U G S 大于零，则其输入电阻会明显变小。（ ） 解：（1）√ （2）× （3）√ （4）× （5）√ （6）× 二、选择正确答案填入空内。 （1）PN 结加正向电压时，空间电荷区将 。 A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽 （2）设二极管的端电压为U ，则二极管的电流方程是 。 A. I S e U B. T U U I e S C. )1e (S －T U U I （3）稳压管的稳压区是其工作在 。 A. 正向导通 B.反向截止 C.反向击穿 （4）当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 。 A. 前者反偏、后者也反偏 B. 前者正偏、后者反偏 C. 前者正偏、后者也正偏 （5）U G S ＝0V 时，能够工作在恒流区的场效应管有 。 A. 结型管 B. 增强型MO S 管 C. 耗尽型MOS 管 解：（1）A （2）C （3）C （4）B （5）A C
三、写出图T1.3所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D＝0.7V。 图T1.3 解：U O1≈1.3V，U O2＝0，U O3≈－1.3V，U O4≈2V，U O5≈1.3V， U O6≈－2V。 四、已知稳压管的稳压值U Z＝6V，稳定电流的最小值I Z mi n＝5m A。求图T1.4所示电路中U O1和U O2各为多少伏。 图T1.4 解：U O1＝6V，U O2＝5V。
1.2半导体三极管同步练
课题3：半导体三极管 【任务一】半导体三极管基础知识 1．三极管的结构包含： （1）三个区，即： 区、 区、 区； （2）三个极，即： 极，用字母 表示， 极，用字母 表示， 极，用字母 表示， （3）两个结，即： 结、 结。 2．由于半导体基片材料的不同，三极管可分为 型和 型两类。 3．在下表中画出PNP 、NPN 型三极管的结构图和图形符号。 4．三极管的电流放大作用 （1）在下表中记录仿真实验数据，并进行分析。 由表格中的数据可知，B I 、C I 和E I 之间的关系式为： 。 （2）根据基尔霍夫节点电流定律，在下列横线上写出NPN 型和PNP 型三极管三个电极上的电流关系式 综上所述三极管的电流分配规律为： 。 （3）由仿真实验数据表可以得出，三极管的电流放大原理为： ，
即实质上是用基极电流B I 的 变化控制集电极电流C I 的 变化。 5．判下列三极管的基本联接方式 （a ） （b ） （c ） 【任务二】三极管的特性曲线及主要参数 1．三极管的输入特性指的是在 一定的条件下，加在三极管 与 之间的电压 ，和它产生的 电流 之间的关系。 2．三极管的输出特性指的是在 一定的条件下，三极管 与 之间的电压 与 电流 之间的关系。 3．在下表中画出三极管的输入输出特性曲线。 4．三极管的输出特性曲线分为如下三个区，在这三个区中，三极管的偏置电压特点为： （1）截止区： ； （2）放大区： ； （3）饱和区： 。 【任务拓展】 1．在晶体三极管放大电路中，测得三极管的三只脚的电位如右图所示，则该三极管 所用材料为 ，管型为 ，1、2、3脚的名称分别 为 、 、 。 2．9012和9013是我们最常用到的三极管，根据平时技能训练课老师所讲的， 我们知道：图（a ）所示9012是 （NPN 型或是PNP 型）三极管， 图（b ）所示9013是 （NPN 型或是PNP 型）三极管，图（a ）所 示的1、2、3脚分别是 极、 极、 极。 1 3 26V 2.7V 2V
半导体三极管的工作原理(精)
半导体三极管的工作原理 半导体三极管的工作原理 PNP 型半导体三极管和NPN 型半导体三极管的基本工作原理完全一样，下面以NPN 型半导体三极管为例来说明其内部的电流传输过程，进而介绍它的工作原理。半导体三极管常用的连接电路如图15-3 (a) 所示。半导体三极管内部的电流传输过程如图15-3 (b) 所示。半导体三极管中的电流传 输可分为三个阶段。 1 发射区向基区发射电子 电源接通后，发射结为正向连接。在正向电场作用下，发射区的多数载流子(电子)的扩散运动加强。因此，发射区的电子很容易在外电场的作用下越过发射结进入基区，形成电子流IEN(注意电流的方向与电子运动的方向相反)。当然，基区的多数载流子(空穴)也会在外电场的作用下流向发射 区，形成空穴电流IEP。但由于基区的杂质浓度很低，与从发射区来的电子流相比， IEP可以忽略不计，所以发射极电流为: 2. 电子在基区中的扩散与复合 从发射区扩散到基区的电子到达基区后，由于基区靠发射区的一侧电子浓度较大，靠集电区一侧电子浓度较小.所以电子继续向集电区扩散。在扩散过程中，电子有可能与基区的空六相遇而复合，基极电源、EB不断提供空穴，这就形成了
基极电流IBN 。由于基区很薄，而空穴浓度低，电子与空穴复合的机会很少，大部分电子继续向集电区扩散。此外，半导体三极管工作时，集电结为反向连接，在反向电场作用下，基区与集电区之间少数载流子的漂移运动加强c 因基区载流子很少.电子更少，故漂移运动主要是集电区的空穴流向基区。漂移运动形成的电流ICBO的数值很小，而且与 外加电场的大小关系不大，它被称为集电极反向饱和电流因此，基极电流为 3. 集电极电流的形成 由于集电结加的是反向电场，经过基区继续向集电区方向扩散的电子是逆电场方向的，所以受到拉力，加速流向集电区.形成电子流ICN 。如果考 虑集电极饱和电流ICBO的影响，集电极电流应为: 从半导体三极管外电路看，流入管子的电流必须等于流出的电流，所以 从半导体三极管电流传输过程中可以看出，集电极电流IC很大，而基极电流IB 很小。另外，由于三极管本身的结构已定，所以IC和IB在相当大 的一个范围内总存在一个固定的比例关系，即 其中β表示IC与IB的关系.称为共发射极的直流放大系数，β大于1 ，一般为20 -200 。 由于IC和IB存在一定的比例关系，而且IE=lC+IB，所以半导体三极管起着一种电流分配器的作用，即把发射极电流IE 按一定的分配关系分成I C和IB。IC远大于IB 。因存在这种分配关系，所以只要使IB略有增加， IC就会增加很多，这就起到了放大作用。
常用半导体器件复习题
第1章常用半导体器件 一、判断题（正确打“√”，错误打“×”，每题1分） 1．在N型半导体中，如果掺入足够量的三价元素，可将其改型成为P型半导体。（）2．在N型半导体中，由于多数载流子是自由电子，所以N型半导体带负电。（）3．本征半导体就是纯净的晶体结构的半导体。（） 4．PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。（） 5．使晶体管工作在放大状态的外部条件是发射结正偏，且集电结也是正偏。（）6．晶体三极管的β值，在任何电路中都是越大越好。( ) 7．模拟电路是对模拟信号进行处理的电路。( ) 8．稳压二极管正常工作时,应为正向导体状态。( ) 9．发光二极管不论外加正向电压或反向电压均可发光。( ) 10．光电二极管外加合适的正向电压时，可以正常发光。( ) 一、判断题答案：（每题1分） 1．√； 2．×； 3．√； 4．√； 5．×； 6．×； 7．√； 8．×； 9．×； 10．×。
二、填空题（每题1分） 1．N型半导体中的多数载流子是电子，P型半导体中的多数载流子是。2．由于浓度不同而产生的电荷运动称为。 3．晶体二极管的核心部件是一个，它具有单向导电性。 4．二极管的单向导电性表现为：外加正向电压时，外加反向电压时截止。5．三极管具有放大作用的外部条件是发射结正向偏置，集电结偏置。6．场效应管与晶体三极管各电极的对应关系是：场效应管的栅极G对应晶体三极管的基极b，源极S对应晶体三极管，漏极D对应晶体三极管的集电极c。7．PN结加正向电压时，空间电荷区将。 8．稳压二极管正常工作时，在稳压管两端加上一定的电压，并且在其电路中串联一支限流电阻，在一定电流围表现出稳压特性，且能保证其正常可靠地工作。 9．晶体三极管三个电极的电流I E 、I B 、I C 的关系为：。 10．发光二极管的发光颜色决定于所用的，目前有红、绿、蓝、黄、橙等颜色。 二、填空题答案：（每题1分） 1．空穴 2．扩散运动 3．PN结 4．导通 5．反向 6．发射机e 7．变薄 8．反向 9．I E ＝I B ＋I C 10．材料 三、单项选择题（将正确的答案题号及容一起填入横线上，每题1分）
半导体三极管
半导体三极管 称来源和它们在三极管操作时的功能有关。图中也显示出 npn 与pnp三极管的电路符号，发射极特别被标出，箭号所指的极为 n型半导体，和二极体的符号一致。在没接外加偏压时，两个 pn接面都会形成耗尽区，将中性的p型区和n型区隔开。 pnp和npn三极管的结构及其示意图 三极管的电特性和两个pn接面的偏压有关，工作区间也依 偏压方式来分类，这里我们先讨论最常用的所谓”正向活性区”（forward active），在此区EB极间的pn接面维持在正向偏压，而BC极间的pn接面则在反向偏压，通常用作放大器的三极管都以此方式偏压。图2(a）为一pnp三极管在此偏压区的示意图。EB接面的空乏区由于正向偏压会变窄，载体看到的位障变小，
射极的空穴会注入到基极，基极的电子也会注入到射极；而BC 接面的耗尽区则会变 宽，载体看到的位障变大，故本身是不导通的。图2(b）画的是没外加偏压，和偏压在正向活性区两种情形下，空穴和电子的电位能的分布图。三极管和两个反向相接的pn二极管有什么差别呢？其间最大的不同部分就在于三极管的两个接面相当接近。以上述之偏压在正向活性区之pnp三极管为例，射极的空穴注入 基极的n型中性区，马上被多数载体电子包围遮蔽，然后朝集电极方向扩散，同时也被电子复合。当没有被复合的空穴到达BC 接面的耗尽区时，会被此区内的电场加速扫入集电极，空穴在集电极中为多数载体，很快藉由漂移电流到达连结外部的欧姆接点，形成集电极电流IC。IC的大小和BC间反向偏压的大小关系不大。基极外部仅需提供与注入空穴复合部分的电子流IBrec，与 由基极注入射极的电子流InBE（这部分是三极管作用不需要的 部分）。InB E在射极与与电洞复合，即InB E=IErec。pnp三 极管在正向活性区时主要的电流种类可以清楚地在图3(a）中看出。
第二章_半导体三极管及其基本电路(附答案)[1].
第二章半导体三极管及其基本电路 一、填空题 1、(2-1，中)当半导体三极管的正向偏置，反向偏置偏置时，三极管具有放大作用，即极电流能控制极电流。 2、(2-1，低)根据三极管的放大电路的输入回路与输出回路公共端的不同，可将三极管放大电路分为，，三种。 3、(2-1，低)三极管的特性曲线主要有曲线和曲线两种。 4、(2-1，中)三极管输入特性曲线指三极管集电极与发射极间所加电压V CE一定时，与之间的关系。 5、(2-1，低)为了使放大电路输出波形不失真,除需设置外,还需输入信号。 6、(2-1，中)为了保证不失真放大，放大电路必须设置静态工作点。对NPN管组成的基本共射放大电路，如果静态工作点太低，将会产生失真，应调R B，使其，则I B，这样可克服失真。 7、(2-1，低)共发射极放大电路电压放大倍数是与的比值。 8、(2-1，低)三极管的电流放大原理是电流的微小变化控制电流的较大变化。 9、(2-1，低)共射组态既有放大作用，又有放大作用。 10、(2-1，中)共基组态中，三极管的基极为公共端，极为输入端，极为输出端。 11、(2-1，难)某三极管3个电极电位分别为V E=1V,V B=1.7V,V C=1.2V。可判定该三极管是工作于 区的型的三极管。 12、(2-1，难)已知一放大电路中某三极管的三个管脚电位分别为①3.5V，②2.8 V，③5V，试判断： a．①脚是，②脚是，③脚是（e, b，c）； b．管型是（NPN，PNP）； c．材料是（硅，锗）。 13、(2-1，中)晶体三极管实现电流放大作用的外部条件是，电流分配关系是。 14、(2-1，低)温度升高对三极管各种参数的影响，最终将导致I C，静态工作点。 15、(2-1，低)一般情况下，晶体三极管的电流放大系数随温度的增加而，发射结的导通压降V BE 则随温度的增加而。 16、(2-1，低)画放大器交流通路时，和应作短路处理。 17、(2-2，低)在多级放大器里。前级是后级的，后级是前级的。 18、(2-2，低)多级放大器中每两个单级放大器之间的连接称为耦合。常用的耦合方式有：，，。 19、(2-2，中)输出端的零漂电压电压主要来自放大器静态电位的干扰变动，因此要抑制零漂，首先要抑制的零漂。目前抑制零漂比较有效的方法是采用。
三极管的工作原理
三极管的工作原理集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
项目一三极管的工作原理 三极管，全称应为半导体三极管，也称晶体管、晶体三极管，是一种电流控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号，也用作无触点开关。晶体三极管，是半导体基本元器·件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。分成NPN 和PNP两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。下图是各种常用三极管的实物图和符号。 一、三极管的电流放大作用 下面的分析仅对于NPN型硅三极管。如上图所示，我们把从基极B流至发射极E的电流叫做基极电流Ib；把从集电极C流至发射极E的电流叫做集电极电流 Ic。这两个电流的方向都是流出发射极的，所以发射极E上就用了一个箭头来表示电流的方向。三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。 二、三极管的偏置电路 三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性（相当于一个二极管），基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生（对于硅管，常取）。当基极与发射极之间的电压小于时，基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变（因为小于时，基极电流都是0）。如果我们事先在三极管的基 极上加上一个 合适的电流 （叫做偏置电 流，上图中那 个电阻Rb就 是用来提供这 个电流的，所 以它被叫做基 极偏置电 阻），那么当 一个小信号跟 这个偏置电流 叠加在一起 时，小信号就
半导体三极管及其放大电路练习及答案
半导体三极管及其放大电路 一、选择题 1.晶体管能够放大的外部条件是_________ a 发射结正偏，集电结正偏 b 发射结反偏，集电结反偏 c 发射结正偏，集电结反偏 答案：c 2.当晶体管工作于饱和状态时，其_________ a 发射结正偏，集电结正偏 b 发射结反偏，集电结反偏 c 发射结正偏，集电结反偏 答案：a 3.对于硅晶体管来说其死区电压约为_________ a 0.1V b 0.5V c 0.7V 答案：b 4.锗晶体管的导通压降约|UBE|为_________ a 0.1V b 0.3V c 0.5V 答案：b 5. 测得晶体管三个电极的静态电流分别为 0.06mA,3.66mA 和 3.6mA 。则该管的β为_____ a 40 b 50 c 60 答案：c 6.反向饱和电流越小，晶体管的稳定性能_________ a 越好 b 越差 c 无变化 答案：a 7.与锗晶体管相比，硅晶体管的温度稳定性能_________ a 高 b 低 c 一样 答案：a 8.温度升高，晶体管的电流放大系数 ________ a 增大 b 减小 c 不变 答案：a 9.温度升高，晶体管的管压降|UBE|_________ a 升高 b 降低 c 不变 答案：b 10.对 PNP 型晶体管来说，当其工作于放大状态时，_________ 极的电位最低。 a 发射极 b 基极 c 集电极 答案：c 11.温度升高，晶体管输入特性曲线_________ a 右移 b 左移 c 不变 答案：b 12.温度升高，晶体管输出特性曲线_________ a 上移 b 下移 c 不变 答案：a 12.温度升高，晶体管输出特性曲线间隔_________ a 不变 b 减小 c 增大 答案：c 12.晶体管共射极电流放大系数β与集电极电流Ic的关系是_________ a 两者无关 b 有关 c 无法判断 答案：a 15. 当晶体管的集电极电流Icm>Ic时，下列说法正确的是________ a 晶体管一定被烧毁 b 晶体管的PC=PCM c 晶体管的β一定减小 答案：c
三极管工作原理分析精辟透彻看后你就懂
三极管工作原理分析，精辟、透彻，看后你就懂 随着科学技的发展，电子技术的应用几乎渗透到了人们生产生活的方方面面。晶体三极管作为电子技术中一个最为基本的常用器件，其原理对于学习电子技术的人自然应该是一个重点。三极管原理的关键是要说明以下三点: 1、集电结为何会发生反偏导通并产生Ic，这看起来与二极管原理强调的PN结单向导电性相矛盾。 2、放大状态下集电极电流Ic为什么会只受控于电流Ib而与电压无关；即：Ic与Ib之间为什么存在着一个固定的放大倍数关系。虽然基区较薄，但只要Ib为零，则Ic即为零。 3、饱和状态下，Vc电位很弱的情况下，仍然会有反向大电流Ic 的产生。 很多教科书对于这部分内容，在讲解方法上处理得并不适当。特别是针对初、中级学者的普及性教科书，大多采用了回避的方法，只给出结论却不讲原因。即使专业性很强的教科书，采用的讲解方法大多也存在有很值得商榷的问题。这些问题集中表现在讲解方法的切入角度不恰当，使讲解内容前后矛盾，甚至造成讲还不如不讲的效果，使初学者看后容易产生一头雾水的感觉。笔者根据多年的总结思考与教学实践，对于这部分内容摸索出了一个适合于自己教学的新讲解方法，并通过具体的教学实践收到了一定效果。虽然新的讲解方法肯定会有所欠缺，但本人还
是怀着与同行共同探讨的愿望不揣冒昧把它写出来，以期能通过同行朋友的批评指正来加以完善。 一、传统讲法及问题： 传统讲法一般分三步，以NPN型为例（以下所有讨论皆以NPN型硅管为例），如示意图A。1.发射区向基区注入电子；2.电子在基区的扩散与复合；3.集电区收集由基区扩散过来的电子。”（注1） 问题1：这种讲解方法在第3步中，讲解集电极电流Ic的形成原因时，不是着重地从载流子的性质方面说明集电结的反偏导通，从而产生了Ic，而是不恰当地侧重强调了Vc的高电位作用，同时又强调基区的薄。这种强调很容易使人产生误解。以为只要Vc足够大基区足够薄，集电结就可以反向导通，PN结的单向导电性就会失效。其实这正好与三极管的电流放大原理相矛盾。三极管的电流放大原理恰恰要求在放大状态下Ic与Vc在数量上必须无关，Ic只能受控于Ib。
最新1章常用半导体器件题解09677汇总
1章常用半导体器件题解09677
第一章常用半导体器件 自测题 一、判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果填入空内。 （1）在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P型半导体。（） （2）因为N型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。（） （3）PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。（） （4）处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。 解：（1）√（2）×（3）√（4）× 二、选择正确答案填入空内。 （1）PN结加正向电压时，空间电荷区将。 A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽 （2）设二极管的端电压为U，则二极管的电流方程是。 A. I S e U B. ?Skip Record If...? C. ?Skip Record If...? （3）稳压管的稳压区是其工作在。 A. 正向导通 B.反向截止 C.反向击穿 （4）当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为。 A. 前者反偏、后者也反偏 B. 前者正偏、后者反偏 C. 前者正偏、后者也正偏 解：（1）A （2）C （3）C （4）B 三、写出图T1.3所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D＝0.7V。
图T1.3 解：U O1≈1.3V，U O2＝0，U O3≈－1.3V，U O4≈2V，U O5≈1.3V， U O6≈－2V。 四、已知稳压管的稳压值U Z＝6V，稳定电流的最小值I Zmin＝5mA。求图T1.4所示电路中U O1和U O2各为多少伏。 图T1.4 解：U O1＝6V，U O2＝5V。 六、电路如图T1.6所示，V CC＝15V，β＝100，U BE＝0.7V。试问： （1）R b＝50kΩ时，u O＝？ （2）若T临界饱和，则R b≈？ 解：（1）R b＝50kΩ时，基极电流、集电 极电流和管压降分别为 ?Skip Record If...?μA ?Skip Record If...? 所以输出电压U O＝U CE＝2V。 图T1.6 （2）设临界饱和时U CES＝U BE＝0.7V，所以 ?Skip Record If...?
项目1 1.3半导体三极管
1.3 半导体三极管 复习提问： 1、二极管的伏安特性是什么？ 2、说出二极管有哪些主要参数？ 导入新课： 单个的PN结，具有单向导通特性，加正向电压导通，加反向电压截止。利用这一特点，给一个PN结加上相应的外引线，然后用塑料、玻璃或铁皮等材料做外壳封装就成为最简单的二极管。如果两个PN结在一起会有什么样的特性？本节课就要研究两个PN结的三极管的特性及应用。三极管是由两个PN结、三个电极组成，这两个结靠的很近，工作时相互联系、相互影响，表现出两个单独的PN结完全不同的特性，与二极管相比，其功能完全不同，在电子电路中得到了广泛的应用。 新课内容： 一、三极管的结构和类型 1.晶体三极管的结构 晶体管三极管是由形成两个PN结的3块杂质半导体组成，因杂质半导体仅有P、N型两种，所以三极管的组成形式只有NPN型和PNP型两种。其结构和符号如图所示：
图1.3.1 三极管结构示意图和表示符号 三个区：集电区、基区、发射区 二个结：集电结、发射结 三个电极：集电极、基极、发射极 内部结构要求：发射区杂质浓度高；基区很薄且杂质浓度很低；集电区面积大于发射区面积。 注意：NPN型和PNP型表示符号的区别是发射结的箭头方向不同，它表示发射结正向偏置时的电流方向。外加电源的极性应使发射结处于正向偏置状态，而集电结处于反向偏置状态。 2.晶体管三极管的类型 三极管如按结构可分为NPN型和PNP型；按所用的半导体材料可分为硅管和锗管；按功率可分为大、中、小功率管；按频率特性可分为低频管和高频管等。实际使用中采用NPN型晶体管较多。以下的讨论以NPN晶体管为例，所得结论对于PNP型晶体管同样适用。 二、三极管的电流分配和放大作用 1.晶体管实验电路 为了定量地分析晶体管的电流分配关系和放大原理，下面先介绍一个实验，实验电路如图1.3.2所示。 加电源电压U BB时发射结承受正向偏置电压， 而电源U CC>U BB，使集电结承受反向偏置电压，这 样可以使晶体管能够具有正常的电流放大作用。 图1.3.2 三极管实验电路改变电阻R B，基极电流I B、集电极电流I C和发射极电流I E都会发生变化，表1.3.1为实验所得一组数据。 表1.3.1 三极管各极电流实验数据
通俗易懂的三极管工作原理
通俗易懂的三极管工作原理 1、晶体三极管简介。晶体三极管是p 型和n 型半导体的有机结合，两个pn 结之间的相 互影响，使pn 结的功能发生了质的飞跃，具有电流放大作用。晶体三极管按结构粗分有npn 型和pnp 型两种类型。如图2-17所示。（用Q 、VT 、PQ 表示） 三极管之所以具有电流放大作用，首先，制造工艺上的两个特点：(1)基区的宽度做的非常薄；(2)发射区掺杂浓度高，即发射区与集电区相比具有杂质浓度高出数百倍。 2、晶体三极管的工作原理。 其次，三极管工作必 要条件是(a)在B 极和 E 极之间施加正向电 压(此电压的大小不能 超过1V)；（b ）在C 极 和E 极之间施加反向 电压（此电压应比eb 间电压较高）；（c ）若 要取得输出必须施加 负载。 图2-17 三极管的构造示意图 最后，当三极管满足必要的工作条件后，其工作原理如下： (1) 基极有电流流动时。由于B 极和E 极之间有正向电压，所以电子从发射极向基极移动，又因为C 极和E 极间施加了反向电压，因此，从发射极向基极移动的电子，在高电压的作用下，通过基极进入集电极。于是，在基极所加的正电压的作用下，发射极的大量电子被输送到集电极，产生很大的集电极电流。 （2）基极无电流流动时。在B 极和E 极之间不能施加电压的状态时，由于C 极和E 极 间施加了反向电压，所以集电极的 电子受电源正电压吸引而在C 极和E 极之间产生空间电荷区，阻碍了从发射极向集电极的电子流动，因而就没有集电极电流产生。 综上所述，在晶体三极管中 很小的基极电流可以导致很大的 集电极电流，这就是三极管的电 流放大作用。此外，三极管还能通过基极电流来控制集电极电流的导通和截止，这就是三极管的开关作 图2-18 晶体三极管特性曲线 用（开关特性）。参见晶体三极管特性曲线2-18图所示： 3、晶体三极管共发射极放大原理如下图所示： A 、vt 是一个npn 型三极管，起放大作用。
半导体三极管知识介绍
半导体三极管知识介绍 5.1 半导体三极管英文缩写：Q/T 5.2 半导体三极管在电路中常用“Q”加数字表示，如：Q17表示编号为17的三极管。 5.3半导体三极管特点：半导体三极管（简称晶体管）是内部含有2个PN结，并且具有 放大能力的特殊器件。它分NPN型和PNP型两种类型，这两种类型的三极管从工作特性上可 互相弥补，所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用。 NPN型，锗管多为PNP型。 `E() C(集电极) B(基极) NPN型三极管 PNP型三极管 5.4 半导体三极管放大的条件:要实现放大作用，必须给三极管加合适的电压，即管 子发射结必须具备正向偏压，而集电极必须反向偏压,这也是三极管的放大必须具备的外 部条件。 5.5 半导体三极管的主要参数 a; 电流放大系数：对于三极管的电流分配规律Ie=Ib+Ic,由于基极电流Ib的变化， 使集电极电流Ic发生更大的变化，即基极电流Ib的微小变化控制了集电极电流较大，这就 是三极管的电流放大原理。即β=ΔIc/ΔIb。 b;极间反向电流，集电极与基极的反向饱和电流。 c;极限参数：反向击穿电压，集电极最大允许电流、集电极最大允许功率损耗。 5.6半导体三极管具有三种工作状态，放大、饱和、截止，在模拟电路中一般使用放大 作用。饱和和截止状态一般合用在数字电路中。 a;半导体三极管的三种基本的放大电路。
共射极放大电路共集电极放大电路 b;三极管三种放大电路的区别及判断可以从放大电路中通过交流信号的传输路径来判断，
没有交流信号通过的极，就叫此极为公共极。 注：交流信号从基极输入，集电极输出，那发射极就叫公共极。 交流信号从基极输入，发射极输出，那集电极就叫公共极。 交流信号从发射极输入，集电极输出，那基极就叫公共极。 5.7 用万用表判断半导体三极管的极性和类型(用指针式万用表). a;先选量程：R﹡100或R﹡1K档位. b;判别半导体三极管基极： 用万用表黑表笔固定三极管的某一个电极，红表笔分别接半导体三极管另外两各电极，观察指针偏转，若两次的测量阻值都大或是都小，则改脚所接就是基极（两次阻值都小的为NPN型管，两次阻值都大的为PNP型管），若两次测量阻值一大一小，则用黑笔重新固定半导体三极管一个引脚极继续测量，直到找到基极。 c;.判别半导体三极管的c极和e极： 确定基极后，对于NPN管，用万用表两表笔接三极管另外两极，交替测量两次，若两次测量的结果不相等，则其中测得阻值较小得一次黑笔接的是e极，红笔接得是c极（若是PNP型管则黑红表笔所接得电极相反）。 d; 判别半导体三极管的类型. 如果已知某个半导体三极管的基极,可以用红表笔接基极,黑表笔分别测量其另外两个电极引脚,如果测得的电阻值很大,则该三极管是NPN型半导体三极管,如果测量的电阻值都很小,则该三极管是PNP型半导体三极管. 5.8 现在常见的三极管大部分是塑封的，如何准确判断三极管的三只引脚哪个是b、c、e？三极管的b极很容易测出来，但怎么断定哪个是c哪个是e？ a; 这里推荐三种方法：第一种方法：对于有测三极管hFE插孔的指针表，先测出b极后，将三极管随意插到插孔中去（当然b极是可以插准确的），测一下hFE值，b;然后再将管子倒过来再测一遍，测得hFE值比较大的一次，各管脚插入的位置是正确的。第二种方法：对无hFE测量插孔的表，或管子太大不方便插入插孔的,可以用这种方法：对NPN管，先测出b极（管子是NPN还是PNP以及其b脚都很容易测出，是吧？），将表置于R×1kΩ档，将红表笔接假设的e极（注意拿红表笔的手不要碰到表笔尖或管脚），黑表笔接假设的c极，同时用手指捏住表笔尖及这个管脚，将管子拿起来，用你的舌尖舔一下b 极，看表头指针应有一定的偏转，如果你各表笔接得正确，指针偏转会大些，如果接得不对，指针偏转会小些，差别是很明显的。由此就可判定管子的c、e极。对PNP管，要将黑表笔接假设的e极（手不要碰到笔尖或管脚），红表笔接假设的c极，同时用手指捏住表笔尖及这个管脚，然后用舌尖舔一下b极，如果各表笔接得正确，表头指针会偏转得比较大。当然测量时表笔要交换一下测两次，比较读数后才能最后判定。这个方法适用于所有外形的三极
三极管开关电路工作原理解析
三极管开关电路工作原理解析 图一所示是NPN三极管的共射极电路，图二所示是它的特性曲线图，图中它有3 种工作区域：截止区(Cutoff Region)、线性区 (Active Region) 、饱和区(Saturation Region)。三极管是以B 极电流IB 作为输入，操控整个三极管的工作状态。若三极管是在截止区，IB 趋近于0 (VBE 亦趋近于0)，C 极与E 极间约呈断路状态，IC = 0，VCE = VCC。若三极管是在线性区，B-E 接面为顺向偏压，B-C 接面为逆向偏压，IB 的值适中 (VBE = 0.7 V)， I C =h F E I B 呈比例放大，Vce = Vcc -Rc I c = V cc - Rc hFE IB可被 IB 操控。若三极管在饱和区，IB 很大，VBE = 0.8 V，VCE = 0.2 V，VBC = 0.6 V，B-C 与B-E 两接面均为正向偏压，C-E间等同于一个带有0.2 V 电位落差的通路，可得I c=( Vcc - 0.2 )/ Rc ，Ic 与 IB 无关了，因此时的IB大过线性放大区的IB 值， Ic 第一章常用半导体器件 自测题 一、判断下列说法是否正确，用“√”和“×"表示判断结果填入空内。 （1）在N型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体.（） （2)因为N型半导体的多子是自由电子,所以它带负电。() （3)PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。（） (4）处于放大状态的晶体管,集电极电流是多子漂移运动形成的。 （) （5）结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其R G S大的特点。（） （6）若耗尽型N沟道MOS管的U G S大于零，则其输入电阻会明显变小。（） 解:（1）√(2)×（3）√（4）×(5）√（6)× 二、选择正确答案填入空内。 (1）PN结加正向电压时,空间电荷区将. A。变窄B.基本不变C。变宽 （2）设二极管的端电压为U ，则二极管的电流方程是. A.I S e U B.T U U I e S C.)1e (S －T U U I (3)稳压管的稳压区是其工作在. A.正向导通 B.反向截止C 。反向击穿 （4）当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为。 A.前者反偏、后者也反偏 B 。前者正偏、后者反偏 C.前者正偏、后者也正偏 （5)U G S ＝0V 时，能够工作在恒流区的场效应管有。 A.结型管B 。增强型MOS 管C.耗尽型MOS 管 解：(1）A(2)C （3）C(4)B(5）AC 三、写出图T1.3所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D＝0。 7V。 图T1。3 解:U O1≈1。3V，U O2＝0,U O3≈－1.3V，U O4≈2V，U O5≈1。3V， U O6≈－2V。 四、已知稳压管的稳压值U Z＝6V,稳定电流的最小值I Z m i n＝5mA。求图T1。4所示电路中U O1和U O2各为多少伏. 图T1.4 解：U O1＝6V，U O2＝5V。 三极管的工作原理（转载） 三极管的工作原理 对三极管放大作用的理解，切记一点：能量不会无缘无故的产生，所以，三极管一定不会产生能量。 但三极管厉害的地方在于：它可以通过小电流去控制大电流。 放大的原理就在于：通过小的交流输入，控制大的静态直流。 假设三极管是个大坝，这个大坝奇怪的地方是，有两个阀门，一个大阀门，一个小阀门。小阀门可以用人力打开，大阀门很重，人力是打不开的，只能通过小阀门的水力打开。 所以，平常的工作流程便是，每当放水的时候，人们就打开小阀门，很小的水流涓涓流出，这涓涓细流冲击大阀门的开关，大阀门随之打开，汹涌的江水滔滔流下。 如果不停地改变小阀门开启的大小，那么大阀门也相应地不停改变，假若能严格地按比例改变，那么，完美的控制就完成了。 在这里，Ube就是小水流，Uce就是大水流，人就是输入信号。当然，如果把水流比为电流的话，会更确切，因为三极管毕竟是一个电流控制元件。 如果某一天，天气很旱，江水没有了，也就是大的水流那边是空的。管理员这时候打开了小阀门，尽管小阀门还是一如既往地冲击大阀门，并使之开启，但因为没有水流的存在，所以，并没有水流出来。这就是三极管中的截止区。 饱和区是一样的，因为此时江水达到了很大很大的程度，管理员开的阀门大小已经没用了。如果不开阀门江水就自己冲开了，这就是二极管的击穿。 在模拟电路中，一般阀门是半开的，通过控制其开启大小来决定输出水流的大小。没有信号的时候，水流也会流，所以，不工作的时候，也会有功耗。 而在数字电路中，阀门则处于开或是关两个状态。当不工作的时候，阀门是完全关闭的，没有功耗。 结构与操作原理 三极管的基本结构是两个反向连结的pn接面，如图1所示，可有pnp和npn 两种组合。三个接出来的端点依序称为射极（emitter, E）、基极（base, B）和集 极（collector, C），名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。图中也显示出 npn与pnp三极管的电路符号，射极特别被标出，箭号所指的极为n型半导体， 和二极体的符号一致。在没接外加偏压时，两个pn接面都会形成耗尽区，将中 性的p型区和n型区隔开。 图1 pnp(a)与npn(b)三极管的结构示意图与电路符号。 三极管的电特性和两个pn接面的偏压有关，工作区间也依偏压方式来分类，这里 我们先讨论最常用的所谓”正向活性区”(forward active)，在此区EB极间的pn接 面维持在正向偏压，而BC极间的pn接面则在反向偏压，通常用作放大器的三极管 都以此方式偏压。图2(a)为一pnp三极管在此偏压区的示意图。 EB接面的空乏 区由于在正向偏压会变窄，载体看到的位障变小，射极的电洞会注入到基极，基 极的电子也会注入到射极；而BC接面的耗尽区则会变宽，载体看到的位障变大， 故本身是不导通的。图2(b)画的是没外加偏压，和偏压在正向活性区两种情形 下，电洞和电子的电位能的分布图。 三极管和两个反向相接的pn二极管有什么差别呢？其间最大的不同部分就在 于三极管的两个接面相当接近。以上述之偏压在正向活性区之pnp三极管为例， 射极的电洞注入基极的n型中性区，马上被多数载体电子包围遮蔽，然后朝集电极 方向扩散，同时也被电子复合。当没有被复合的电洞到达BC接面的耗尽区时， 会被此区内的电场加速扫入集电极，电洞在集电极中为多数载体，很快藉由漂移电流 到达连结外部的欧姆接点，形成集电极电流IC。 IC的大小和BC间反向偏压的大小 关系不大。基极外部仅需提供与注入电洞复合部分的电子流IBrec，与由基极注入 射极的电子流InB? E（这部分是三极管作用不需要的部分）。 InB? E在射极与与电 洞复合，即InB? E=I Erec。pnp三极管在正向活性区时主要的电流种类可以清楚地 在图3(a)中看出。 第一章 常用半导体器件（童诗白） 自 测 题 一、判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果填入空内。 （1）在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。（ ） （2）因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。（ ） （3）PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。（ ） （4）处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。 （ ） （5）结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其R G S 大的特点。（ ） （6）若耗尽型N 沟道MOS 管的U G S 大于零，则其输入电阻会明显变小。（ ） 解：（1）√ （2）× （3）√ （4）× （5）√ （6）× 二、选择正确答案填入空内。 （1）PN 结加正向电压时，空间电荷区将 。 A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽 （2）设二极管的端电压为U ，则二极管的电流方程是 。 A. I S e U B. T U U I e S C. )1e (S －T U U I （3）稳压管的稳压区是其工作在 。 A. 正向导通 B.反向截止 C.反向击穿 （4）当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 。 A. 前者反偏、后者也反偏 B. 前者正偏、后者反偏 C. 前者正偏、后者也正偏 （5）U G S ＝0V 时，能够工作在恒流区的场效应管有 。 A. 结型管 B. 增强型MOS 管 C. 耗尽型MOS 管 解：（1）A （2）C （3）C （4）B （5）A C 三、写出图T1.3所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D＝0.7V。 图T1.3 解：U O1≈1.3V，U O2＝0，U O3≈－1.3V，U O4≈2V，U O5≈1.3V， U O6≈－2V。 四、已知稳压管的稳压值U Z＝6V，稳定电流的最小值I Z mi n＝5mA。求图T1.4所示电路中U O1和U O2各为多少伏。 图T1.4 解：U O1＝6V，U O2＝5V。 对三极管放大作用的理解，切记一点：能量不会无缘无故的产生，所以，三极管一定不会产生能量。 但三极管厉害的地方在于：它可以通过小电流去控制大电流。 放大的原理就在于：通过小的交流输入，控制大的静态直流。 假设三极管是个大坝，这个大坝奇怪的地方是，有两个阀门，一个大阀门，一个小阀门。小阀门可以用人力打开，大阀门很重，人力是打不开的，只能通过小阀门的水力打开。 所以，平常的工作流程便是，每当放水的时候，人们就打开小阀门，很小的水流涓涓流出，这涓涓细流冲击大阀门的开关，大阀门随之打开，汹涌的江水滔滔流下。如果不停地改变小阀门开启的大小，那么大阀门也相应地不停改变，假若能严格地按比例改变，那么，完美的控制就完成了。 在这里，Ube就是小水流，Uce就是大水流，人就是输入信号。当然，如果把水流比为电流的话，会更确切，因为三极管毕竟是一个电流控制元件。 如果某一天，天气很旱，江水没有了，也就是大的水流那边是空的。管理员这时候打开了小阀门，尽管小阀门还是一如既往地冲击大阀门，并使之开启，但因为没有水流的存在，所以，并没有水流出来。这就是三极管中的截止区。 饱和区是一样的，因为此时江水达到了很大很大的程度，管理员开的阀门大小已经没用了。如果不开阀门江水就自己冲开了，这就是二极管的击穿。 在模拟电路中，一般阀门是半开的，通过控制其开启大小来决定输出水流的大小。没有信号的时候，水流也会流，所以，不工作的时候，也会有功耗。 而在数字电路中，阀门则处于开或是关两个状态。当不工作的时候，阀门是完全关闭的，没有功耗。 结构与操作原理 三极管的基本结构是两个反向连结的pn接面，如图1所示，可有pnp和npn两种组合。三个接出来的端点依序称为射极（emitter, E）、基极（base, B）和集 极（collector, C），名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。图中也显示出npn 与pnp三极管的电路符号，射极特别被标出，箭号所指的极为n型半导体，和二极体的符号一致。在没接外加偏压时，两个pn接面都会形成耗尽区，将中性的p型区和n型区隔开。 图1 pnp(a)与npn(b)三极管的结构示意图与电路符号。【精品】模拟电子技术基础第1章 常用半导体器件题解
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