三极管外加电压对电流的控制的机理不 同于导体中电压对电流的控制 PN结外加足够大的反向电压时可使扩散 电流消失；正常运用时，PN结外加正向电 压时一般并不能达到使反向漂移电流消失 的程度 当PN结被加上不大的正向电压(小于文 献中所称的导通电压U D )时，扩散作用十 分微弱，这就使得理论上的放大状态与截 止状态的分界线、放大状态与饱和状态的 分界线与实际情况有所不同

　　稳压二极管利用PN结的反向击穿特性 而制成。除用于稳压电源和限幅电路 外，还用于要求直流电阻远大于微变 电阻的场合 主要参数：

　　当输出回路所接的负载电阻足够大 时具有反相电压放大作用，但略小于 共基极放大电路 有电流放大作用

　　器件必须工作于放大状态，即发射 结正偏，集电结反偏 为使电路有电流放大作用，输入信 号电流必须是基极电流 为使电路有电压放大作用，输入信 号电压必须施加于正偏的发射结；输 出信号必须取自反偏的集电结 输出端所接的用于提取电压信号的 负载电阻的值应足够大

　　二极管的特性：二极管的主要参数 反向击穿电压 U BR 正向直流电压 U F

　　指在工作额定电流下的直流电压 正向导通平均耗散功率 PFT ( AV ) 指正向导通时二极管两端电压与通 过电流乘积的平均值

　　在不同状态下管子的性能有显著不同 PN结的外加电压称为偏压，相应的电 流称为电流；正向偏压简称正偏，反 向偏压简称反偏

　　放大状态下的三极管：直流静态电流 第 发射区的载流子 四 节 发射过程 ： 基区的载流子扩 三 极 散和复合过程 管 集电区的载流子 收集过程 可通过基区的少子 密度曲线来定性分 析三个极的电流

　　导体一般为低价元素 绝缘体一般为高价元素或高分子 物质 常用的半导体材料均为四价元素

　　半导体之所以能被用来制造电子元 器件，不在于其导电能力处于导体 和绝缘体之间，而在于其导电能力 在外界某种因素作用下会发生显著 的变化：

　　倒置状态下管内 少子的运动规律 及电流受结电压 的控制规律和放 大状态类似，但 也存在不同：

　　发射极面积远比 集电极面积小，收 集电子的能力比集 电结差很多 复合电流在总电 流中所占的比例相 对放大状态大很多

　　基区很薄，掺杂浓度很低 发射区掺杂浓度很高 集电区的面积比发射区的面积大很多

　　根据三极管两个PN结电压的不同，可 将三极管的工作状态分为四类，如下 表所示：

　　当电流大时，应考虑施加在二极管体电 阻和引线电阻上的电压 在反向电压下，应考虑由于封装工艺不 理想而存在的微小漏电流，从而反向电流 将随反向电压的增大而增加

　　第 在正江南app官网下载向小电流状态， 三 符合指数规律，存在 节 ： UD 导通电压 二 在正向大电流状态， 极 管 曲线接近直线 反向电压不大时， 存在漏电流 反向电压超过某一 值时出现击穿，相应 电压即为击穿电压 U Z 齐纳击穿 雪崩击穿

　　半导体中除了自由电子运动形成电 流以外，还有空穴运动形成电流。空 扩散运动方向 E 穴运动实际上是价电子运动 A I 半导体中的载流子运动包括两种： 由于电场直接作用而形成载流子移 动的电流称为漂移电流 p(x) 由于载流子浓度差而形成载流子移 动的电流称为漂移电流 半导体中的电流是以上两种电流之 和 V

　　PN结外加直流(缓变)正向电压时的电流 外加电压的极性与势垒 第 二 的极性相反 节 两个区的多子均趋向势 ： 垒区，并与该区的部分 结 正、负离子中和，从而 使得势垒降低 势垒降低后形成了较大 的扩散电流 此时的外加电压称为正 向电压，正向电压下的 电流称为正向电流，正 向电流随正向电压的增 大而增大

　　当固定集电结电压，改变 发射结正向电压时的情况 当固定发射结电压，改变 集电结电压时的情况 集电结电压的调宽(基区 调宽)效应

　　对于工作在放大状态下 的三极管来说，发射结 电压对电流的控制能力 要比集电结电压对电流 的控制能力强得多

　　本征半导体中的共价键结构 没有杂质且晶体结构完整的半导体 被称为本征半导体 在晶体中，每两个 原子都公用一对价 电子，形成共价电 子对，这种结构称 为共价键结构

　　第 扩散运动使势垒区加厚， 二 当扩散电流等于漂移电 节 流时，势垒宽度达到稳 ： 定，从而形成动平衡 结 PN

　　势垒区的载流子浓度远 小于非势垒区，故被称 为耗尽区，亦被称为高 阻区 势垒区形成后，两种电特性的半导体 之间便产生了电位差。平衡状态下， 势垒有一确定的高度，决定于半导体 材料和温度

　　在热力学温度为0K 且无外界其它因素激 发时，价电子全部束 缚在共价键内 在温度升高，价电 子获得的热能足够大 时，便能挣脱原子束 缚而成为自由电子 (带负电)，并在原共 价键处留下一个带正 电的空位，即“空穴”

　　在没有外加电场时，自由电子和空 第 一 穴在晶体中做无规律的运动 节 在加有外加电场后，自由电子和空 ： 半 穴都在电场作用下做定向运动，对外 导 体 部显现电流 基 自由电子和空穴都是载运电流的粒子，础 知 统称为载流子 识 本征半导体中自由电子和空穴成对产 生，相应的物理现象称为激发；自由 电子也会释放能量进入有空位的共价 键，二者同时消失，相应的物理现象 称为复合 本征半导体中载流子浓度的决定因素

　　PN结外加直流(缓变)反向电压时的电流 外加电压的极性与势垒 第 二 的极性相同 江南app官网下载节 在外加电压作用下，势 ： 垒区加厚，势垒增高 结江南app官网下载 势垒增高后，扩散电流 减小(到0)；漂移电流 基本不随外加电流而变 此时的外加电压称为反 向电压，反向电压下的 电流称为反向电流，反 向电流不随反向电压的 大小而变，故称为反向 饱和电流

　　PN结的形成 对同一块半导体，一端掺入受主 杂质，成为P型半导体；另一端 结 掺入施主杂质，成为N型半导体。 这两种杂质半导体紧密地接触在 一起，并在接触处保持晶格的连 续性，这样就在接触面形成一个 PN结

　　两个区内的多子均扩散 至对方区域内形成非平 衡载流子，并因为复合 而不断减少。扩散过程 即产生扩散电流 扩散后在原区域内形成 空间电荷区，该区域由 不能移动的正、负离子 构成 空间电荷区阻碍载流子 的扩散(故也称为势垒 区)，但会产生漂移电 流

　　反向饱和电流增大 温度每升高10℃，反向饱和电流加倍 势垒下降 温度每升高1℃，势垒降低约2mV

　　无外加电压时，结内扩散电流与飘移电 流形成动平衡，总电流为0 正偏时势垒降低，扩散电流及总电流随 偏压升高而增大 反偏时势垒增高，扩散电流随偏压升高 而减小并趋于0，总电流趋于不变 PN结具有满足指数规律的伏安特性

　　可用特性曲线表示法、解释式表示法 和参数表示法来定量说明电子器件特 性 理想PN结伏安特性与实际二极管特性 的区别：

　　注意：虽然在理 第 四 论上的临界情况 节 ： 是发射结电压为0， 三 但实际上当发射 极 管 结正向电压还未 减到0时，越过发 射结扩散至基区 的载流子就已经 很少了。此时器 件的工作状态实 际上接近截止

　　注意：虽然在理 第 四 论上的临界情况 节 ： 是集电结电压为0， 三 但实际上当集电 极 结加有不大的正 管 向电压时，由于 从集电区向基区 扩散的载流子很 少，结电压对电 流的控制作用和 放大状态更为接 近

　　必须考虑二极管的工作状态及工作点 必须将微变电阻和直流电阻区别开来 直流电阻 RD  U / I 微变电阻 rd  UT / I

　　二极管为非线性电阻 正向电阻随工作点电 流增大而减小 正向直流电阻大于微 变电阻

　　肖特基(Schottky)二极管是由金属硅结构成的二极管，其正极是金属， 负极是N型硅 肖特基二极管的伏安特性与PN 结类似，区别在于：

　　肖特基二极管适用于高速高频 电路 肖特基二极管的正向导通电压 和反向击穿电压均较低 肖特基二极管的体电阻小于普 通二极管

　　利用光电效应及某些半导体材料可在 自由电子与空穴复合时发光的特性， 可制成光电二极管

　　发光二极管(LED)：将电能转换成光能 光敏二极管(Photodiode)：将光能转换 成电能

　　当输出回路所接的负载电阻足够大 时，具有同相电压放大作用 没有电流放大作用

　　在本征半导体中掺入 少量的三价元素，即 可形成P型半导体 此时的杂质元素很容 易贡献出空位。在该 空位被自由电子或邻 近原子的价电子填补 后，杂质原子成为正 离子，故称为“受主杂 质” P型(空穴型)半导体中空穴居多数，故 称为“多数载流子”(多子)；自由电子 被称为“少数载流子”(少子)

　　第 在本征半导体中掺入 一 少量的五价元素，使 节 ： 每一个五价元素取代 半 一个四价元素在晶体 导 体 中的位置，即可形成N 基 型半导体 础 知 此时的杂质元素很容 识 易贡献出自由电子， 而形成正离子，故称 为“施主杂质” N型(电子型)半导体中自由电子居多数， 故称为“多数载流子”(多子)；空穴被 称为“少数载流子”(少子)