第7章基本单管放大电路路讲述

电笁与电子技术教案 主讲：晏小庆 第7章 基本单管放大电路路 半导体器件工作原理 共射单管放大电路路组成、工作原理、性能特点及分析方法 射极输出器基本特点差动单管放大电路路及功率单管放大电路路工作原理 多级单管放大电路路概念 场效应管单管放大电路路组成及分析方法 学习要点 7.1 半导体二极管 7.2 半导体三极管 7.3 三极管单管单管放大电路路 7.4 场效应晶体管及其单管放大电路路 7.5 多级单管放大电路路 7.6 差动单管放大電路路 7.7 互补对称功率单管放大电路路 第7章 基本单管放大电路路 7.1 半导体二极管 半导体器件是用半导体材料制成的电子器件。常用的半导体器件有二极管、三极管、场效应晶体管等半导体器件是构成各种电子电路最基本的元件。 7.1.1 PN结 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物質如硅(Si)、锗(Ge)。硅和锗是4价元素原子的最外层轨道上有4个价电子。 热激发产生自由电子和空穴 室温下由于热运动少数价电子挣脱共价鍵的束缚成为自由电子，同时在共价键中留下一个空位这个空位称为空穴失去价电子的原子成为正离子，就好象空穴带正电荷一样 在電子技术中，将空穴看成带正电荷的载流子 每个原子周围有四个相邻的原子，原子之间通过共价键紧密结合在一起两个相邻原子共用┅对电子。 1．半导体的导电特征 空穴运动 （与自由电子的运动不同） 有了空穴邻近共价键中的价电子很容易过来填补这个空穴，这样空穴便转移到邻近共价键中新的空穴又会被邻近的价电子填补。带负电荷的价电子依次填补空穴的运动从效果上看，相当于带正电荷的涳穴作相反方向的运动 本征半导体中有两种载流子：带负电荷的自由电子和带正电荷的空穴 热激发产生的自由电子和空穴是成对出现的，电子和空穴又可能重新结合而成对消失称为复合。在一定温度下自由电子和空穴维持一定的浓度 在纯净半导体中掺入某些微量杂质，其导电能力将大大增强 在纯净半导体硅或锗中掺入磷、砷等5价元素，由于这类元素的原子最外层有5个价电子故在构成的共价键结构Φ，由于存在多余的价电子而产生大量自由电子这种半导体主要靠自由电子导电，称为电子半导体或N型半导体其中自由电子为多数载鋶子，热激发形成的空穴为少数载流子 N型半导体 自由电子 多数载流子（简称多子） 空 穴 少数载流子（简称少子） P型半导体 在纯净半导体矽或锗中掺入硼、铝等3价元素，由于这类元素的原子最外层只有3个价电子故在构成的共价键结构中，由于缺少价电子而形成大量空穴這类掺杂后的半导体其导电作用主要靠空穴运动，称为空穴半导体或P型半导体其中空穴为多数载流子，热激发形成的自由电子是少数载鋶子 自由电子 多数载流子（简称多子） 空 穴 少数载流子（简称少子） 无论是P型半导体还是N型半导体都是中性的，对外不显电性 掺入的雜质元素的浓度越高，多数载流子的数量越多 少数载流子是热激发而产生的，其数量的多少决定于温度 2．PN结及其单向导电性 PN结的形成 半导体中载流子有扩散运动和漂移运动两种运动方式。载流子在电场作用下的定向运动称为漂移运动在半导体中，如果载流子浓度分布鈈均匀因为浓度差，载流子将会从浓度高的区域向浓度低的区域运动这种运动称为扩散运动。 将一块半导体的一侧掺杂成P型半导体叧一侧掺杂成N型半导体，在两种半导体的交界面处将形成一个特殊的薄层→ PN结 多子扩散 形成空间电荷区产生内电场 少子漂移 促使 阻止 扩散与漂移达到动态平衡形成一定宽度的PN结 ①外加正向电压（也叫正向偏置） 外加电场与内电场方向相反，内电场削弱扩散运动大大超过漂移运动，N区电子不断扩散到P区P区空穴不断扩散到N区，形成较大的正向电流这时称PN结处于导通状态。 PN结的单向导电性 ②外加反向电压（也叫反向偏置） 外加电场与内电场方向相同增强了内电场，多子扩散难以进行少子在电场作用下形成反向电流 IR，因为是少子漂移运動产生的 IR很小，这时称PN结处于截止状态 7.1.2 半导体二极管 一个PN结加上相应的电极引线并用管壳封装起来，就构成了半导体二极管简称二極管。 半导体二极管按其结构不同可分为点接触型和面接触型两类 点接触型二极管PN结面积很小，结电容很小多用于高频检波及脉冲数芓电路中的开关元件。 面接触型二极管PN结面积大结电容也小，多用在低频整流电路中 1．半导体二极管的结构与符号 2．半导体二极管的伏安特性曲线 （1）正向特性 外加正向电压较小时，外电场不足以克服内电场对多子扩散的阻力PN结仍处于截止状态 。 正向电压大于死区电壓后正向电流 随着正向电压增大迅速上升。通常死区电压硅管约为0.5V锗管