晶体管可靠截止，常使
UBE 0，截止时集电结也 处于反向偏置(UBC < 0)， 此时, IC 0 ，UCE UCC 。
IC / mA
4
饱和区
3
放
2.3
2
大
1.5
区
1
O
3
6
100 µA 80 µA 60 µA 40 µA 20 µA IB = 0 UCE /V
9 12
(3) 饱和区
截止区
当 UCE < UBE 时， 集电结处于正向偏置(UBC > 0)，晶体管工
0.1V。导通时的正向压降，硅管约为0.6 ~ 0.7V，锗管约为0.2 ~
0.3V。
I / mA
I / mA
60 40
15
正向特性
10
20
–50 –25
反 向 特
0 – 0.02
击穿电压
0.4 0.8 U / V
性 U(BR) – 0.04 死区电压
5
– 50 – 25
–0.01 0 0.2 0.4 U / V
O 12
IB
放
B +
C + 80µA UCE 60 µA
RB U大BE E 40 µA EC=UCC
区
20 µA
EB共发射极电路IB =0 UCE /V
3
6
9
23
(2) 截止区 IB = 0 的曲线以下的区 域称为截止区。IB = 0 时, IC = ICEO(很小)。对 NPN 型 硅管，当UBE < 0.5 V 时， 即已开始截止，但为了使
IC 1.50 37.5,
IB 0.04
IC 2.30 38.3
IB 0.06
这就是晶体管的电流放大作用。 称为共发射极静态
电流(直流)放大系数。电流放大作用还体现在基极电流的
少量变化 IB 可以引起集电极电流较大的变化 IC 。
IC 2.30 1.50 0.80 40
IB 0.06 0.04 0.02
第 9 章 半导体二极管和三极管
9.1 半导体的导电特性 9.2 半导体二极管 9.3 稳压管 9.4 半导体三极管
退出1
第 9 章 半导体二极管和三极管
9.1 半导体的导电特性
9.1.1 本征半导体
本征半导体就是完全纯净的、具
有晶体结构的半导体。
自由电子 共价键 空穴
用得最多的半导体是硅或锗,它们
IB/mA 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
IC/mA < 0.001 0.70 1.50 2.30 3.10 3.95
IE/mA < 0.001 0.72 1.54 2.36 3.18 4.05
结论：(1) IE IC IB 符合基尔霍夫定律 (2) IC 和 IE 比 IB 大得多。从第三列和第四列的数据可得
–0.02
硅管的伏安特性
10
锗管的伏安特性
在二极管上加反向电压时，反向电流很小。但当反向电 压增大至某一数值时，反向电流将突然增大。这种现象称为 击穿，二极管失去单向导电性。产生击穿时的电压称为反向 击穿电压 U(BR)。
9.2.3 主要参数
1. 最大整流电流 IOM 最大整流电流是指二极管长时间使用时，允许流过二极管 的最大正向平均电流。
作于饱和状态。在饱和区，IC 和 IB 不成正比。此时，发射结也
处于正向偏置，UCE 0 ， IC UCC/RC 。
24
当晶体管饱和时， UCE 0，发射极与集电极之间如同一 个开关的接通，其间电阻很小；当晶体管截止时，IC 0 ，发 射极与集电极之间如同一个开关的断开，其间电阻很大，可 见，晶体管除了有放大作用外，还有开关作用。
2. 反向工作峰值电压 URWM 它是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是
反向击穿电压的一半或三分之二。
3. 反向峰值电流 IRM 它是指二极管上加反向工作峰值电压时的反向电流值1。1
二极管的应用范围很广，主要都是利用它的单向导电性。它 可用与整流、检波、限幅、元件保护以及在数字电路中作为开 关元件。
本征半导体中由于
多余价电子
载流子数量极少，导电
能力很低。如果在其中
Si
SPi
Si
参入微量的杂质(某种元
素)将使其导电能力大大
增强。
SiSi
Si
Si
1. N 型半导体
在硅或锗的晶体中掺入五价元素磷，当某一个硅原
子被磷原子取代时，磷原子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的束缚
IC
IB B C +
+
T UCE
UBE E
IE
IC
IB B +
C+ T UCE E
UBE
IE
NPN 型晶体管
PNP 型晶体管
21
对于 NPN 型三极管应满足: UBE > 0 UBC < 0
即 VC > VB > VE
9.4.3 特性曲线
1. 输入特性曲线
输入特性曲线是指当集 —射极 电压UCE为常数时，输入电路(基 极电路)中，基极电流 IB 与基— 射极电压 UBE 之间的关系曲线 I B = f (UBE)。
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，将这种半导体称为 N 型
半导体。
4
2. P 型半导体
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。
(正向偏置)，集电结加反向电压(反向偏置)。
IC
设 EC = 6 V，改变 可变电阻 RB，则基极 电流 IB、集电极电流 IC 和发射极电流 IE 都 发生变化，测量结果
如下表：
mA
IB
C
A
B 3DG100
RB
+ V UBE
E
+
V UCE
mA IE
EC
EB 基极电路
集电极电路
19
晶体管电流测量数据
UZ
O
+ IZ IZ 反向
IZM UZ
U/V
13
稳压管的主要参数有下面几个： 1. 稳定电压 UZ
IZ +20
2. 电压温度系数 U
3. 动态电阻 rZ
IZ R = 1.6 k
rZ
U Z IZ
4. 稳定电流 IZ
DZ UZ = 12V IZM = 18 mA
5. 最大允许耗散功率 PZM
例 1 的图
N 型硅 P 型硅 N 型硅
C
(a) 平面型
P
N 型锗 B
P
铟球
C
(b)合金型
返16回
不论平面型或合金型，都分成 NPN 或PNP 三层，
因此又把晶体管分为 NPN 型和 PNP 型两类。
1. NPN 型三极管

集电极 C
C
N
B
T 基极 B
P
E
N
符号
集电区 集电结
基区 发射结
发射区
发射极 E
17
2. PNP 型三极管
都是四价元素。将硅或锗材料提纯并
Si
Si
形成单晶体后，便形成共价键结构。
在获得一定能量(热、光等)后，少量
Si
Si
价电子即可挣脱共价键的束缚成为自
由电子，同时在共价键中就留下一个 空位，称为空穴。自由电子和空穴总 是成对出现，同时又不断复合。
本征半导体中自由 电子和空穴的形成
2
在外电场的作用下，
自由电子逆着电场方向定 向运动形成电子电流。带
晶体管的输入特性也有一段 死区，只有在发射结外加电压大 于死区电压时，才会产生 IB。
对于 PNP 型三极管应满足: UEB > 0 UCB < 0
即 VC < VB < VE
IB / A
80
60
UCE ≥ 1V
40
20
O 0.4 0.8 UBE / V
3DG100
22
2. 输出特性曲线 输出特性曲线是指当基极电流 IB 为常数时，输出电路(集电 极电路)中集电极电流 IC 与集—射极电压 UCE 之间的关系曲线 IC = f (UCE)。在不同的 IB下，可得出不同的曲线，所以晶体管的 输出特性曲线是一组曲线。
电子移动方向
正电的空穴吸引相邻原子
中的价电子来填补，而在
Si
Si
Si
该原子的共价键中产生另
一个空穴。空穴被填补和 相继产生的现象，可以看
SSi i
Si
Si
成空穴顺着电场方向移动，
形成空穴电流。
空穴移动方向 外电场方向
可见在半导体中有自由
电子和空穴两种载流子，它
们都能参与导电。
3
9.1.2 N 型半导体和 P 型半导体
晶体管的三种工作状态如下图所示
IC
[例 1] 在图中，输入电位 VA = + 3 V， VB = 0 V， 电阻 R 接负 电源 –12 V。求输出端电位 VY。
[解] 因为 VA 高于VB ，所以
VA
DA 优先导通。如果二极管的正向 压降是 0.3 V，则 VY = + 2.7 V。当
VB
DA 导通后, DB 因反偏而截止。
在这里，DA 起钳位作用，将 输出端电位钳制在 + 2.7 V。