双极型半导体三极管

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1、2.1.1双极型半导体三极管的结构2.1.2双极型半导体三极管电流的分配与控制2.1.3双极型半导体三极管的电流关系2.1.4双极型半导体三极管的特性曲线2.1.5半导体三极管的参数2.1.6半导体三极管的型号2.1双极型半导体三极管半导体三极管有两大类型，一是双极型半导体三极管二是场效应半导体三极管2.1双极型半导体三极管2.2场效应半导体三极管02半导体三极管双极型半导体三极管是由两种载流子参与导电的半导体器件，它由两个PN结组合而成，是一种CCCS器件。场效应型半导体三极管仅由一种载流子参与导电，是一种VCCS器件。2

2、.1.1双极型半导体三极管的结构双极型半导体三极管的结构示意图如图02.01所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。图02.01两种极性的双极型三极管e-b间的PN结称为发射结(Je)c-b间的PN结称为集电结(Jc)中间部分称为基区，连上电极称为基极，用B或b表示（Base）；一侧称为发射区，电极称为发射极，用E或e表示（Emitter）；另一侧称为集电区和集电极，用C或c表示（Collector）。双极型三极管的符号在图的下方给出，发射极的箭头代表发射极电流的实际方向。从外表上看两个N区,(或两个P区)是对称的，实际上发

3、射区的掺杂浓度大，集电区掺杂浓度低，且集电结面积大。基区要制造得很薄，其厚度一般在几个微米至几十个微米。2.1.2双极型半导体三极管的电流分配与控制双极型半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压。若在放大工作状态：发射结加正向电压，集电结加反向电压。现以NPN型三极管的放大状态为例，来说明三极管内部的电流关系，见图02.02。图02.02双极型三极管的电流传输关系动画2-1发射结加正偏时，从发射区将有大量的电子向基区扩散，形成的电流为IEN。与PN结中的情况相同。。从基区向发射区也有空穴的扩散运动，但其数量小，形成

4、的电流为IEP。这是因为发射区的掺杂浓度远大于基区的掺杂浓度。进入基区的电子流因基区的空穴浓度低，被复合的机会较少。又因基区很薄，在集电结反偏电压的作用下，电子在基区停留的时间很短，很快就运动到了集电结的边上，进入集电结的结电场区域，被集电极所收集，形成集电极电流ICN。在基区被复合的电子形成的电流是IBN。另外因集电结反偏，使集电结区的少子形成漂移电流ICBO。于是可得如下电流关系式:IE=IEN+IEP且有IEN>>IEPIEN=ICN+IBN且有IEN>>IBN，ICN>>IBNIC=ICN+ICBOIB=IEP+IB

5、N－ICBOIE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN=(ICN+ICBO)+(IBN+IEP－ICBO)IE=IC+IB以上关系在图02.02的动画中都给予了演示。由以上分析可知，发射区掺杂浓度高，基区很薄，是保证三极管能够实现电流放大的关键。若两个PN结对接，相当基区很厚，所以没有电流放大作用，基区从厚变薄，两个PN结演变为三极管，这是量变引起质变的又一个实例。问题1：除了从三极管的电流分配关系可以证明IE=IC+IB。还可以通过什么方法加以说明？问题2：为什么当温度升高时，三极管将失去放大作用？从物理概念上加以说明。

6、2.1.2双极型半导体三极管的电流分配与控制改进的电子教案2.1双极型半导体三极管的工作原理半导体三极管在英文中称为晶体管(Transister)，半导体三极管有两大类型，一是双极型半导体三极管(BJT)，二是场效应半导体三极管(FET)。双极型半导体三极管是由两种载流子参与导电的半导体器件，它由两个PN结组合而成，是一种电流控制电流源器件（CCCS）。场效应型半导体三极管仅由一种载流子参与导电，是一种电压控制电流源器件（VCCS）。2.1.1双极型半导体三极管的结构NPN型PNP型这是基极b这是发射极e这是集电极c这是发

7、射结Je这是集电结Jc三极管的符号短粗线代表基极,发射极的箭头方向,代表发射极电流的实际方向。2.1.2双极型半导体三极管的电流分配关系双极型三极管在制造时，要求发射区的掺杂浓度大，基区掺杂浓度低并要制造得很薄，集电区掺杂浓度低，且集电结面积较大。从结构上看双极型三极管是对称的，但发射极和集电极不能互换。双极型半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压。若在放大工作状态：发射结加正向电压，集电结加反向电压。现以NPN型三极管的放大状态为例，来说明三极管内部载流子的运动关系，见下图。IENICNIEPICEOIEICIB

8、IBN注意图中画的是载流子的运动方向，空穴流与电流方向相同；电子流与电流方向相反。为此可确定三个电极的电流IE=IEN+IEP且IEN>>IEPIC=ICN+ICBOICN=IEN-IBNIB=IEP+IBN-ICBO由此可写出三极管三个电极的电流IENICNIEPICEOIEICIBIB