南理工模电课件3-1.ppt

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1、主要内容链接3.1半导体BJT1.BJT的结构简介2.BJT中的电流分配3.BJT在放大电路中的连接方式4.BJT的特性曲线5.BJT输出特性曲线的三个工作区6.BJT的主要参数第三章半导体三极管及放大电路基础3.1半导体BJTBJT(BipolarJunctionTransistor)为双极结型晶体管(三极管)，是通过一定的工艺将两个PN结结合在一起的器件。按照结构可分为NPN和PNP型。1.BJT的结构简介(1)NPN型发射区比集电区掺杂浓度大，其面积比集电区小。(2)PNP型(3)BJT的外形图2.BJT中的电

2、流分配(1)BJT内部载流子的传输过程BJT正常工作的条件：发射结加正向电压(正向偏置)，集电结加反向电压(反向偏置)。(a)发射区向基区注入电子发射结外加正向电压，以扩散电流为主：IE(b)电子在基区中的扩散与复合扩散到基区的电子有两个去向：大部分漂移到集电区形成电流ICN少部分和基区空穴复合使基区带负电被基极所接外加正向电压拉走形成电流IB'IEICNIB′(c)集电区收集电子集电结外加反向电压，以漂移电流为主：基区自身的电子向集电区漂移集电区的空穴向基区漂移两者形成反向饱和电流ICBO。ICBOI

3、CIBBJT中的电流分配关系(a)电流控制作用(2)电流控制作用及其实现条件三个电极电流之间满足一定的比例分配关系，一个电极电流发生改变，另两个电流都会发生变化，因此可实现电流控制和放大作用(b)BJT实现电流控制和放大的条件内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，同时基区厚度要很小外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置(基极一定处于中间电位)例题3.BJT在放大电路中的连接方式三极管在使用时，通常两个电极作为输入端，两个电极作为输出端，这样必然有一个电极是公共电极。根据公共电极，可以将三极管在放大电路中的连接

4、方式分为三种，也称三种组态。共发射极连接方式共集电极连接方式共基极连接方式(1)共发射极连接方式输入端：b、e输出端：c、e共用电极：e输入端电压和端电流：VBE、IB输出端电压和端电流：VCE、IC(2)共集电极连接方式输入端：b、c输出端：e、c共用电极：c输入端电压和端电流：VBC、IB输出端电压和端电流：VEC、IE(3)共基极连接方式输入端：e、b输出端：c、b共用电极：b输入端电压和端电流：VEB、IE输出端电压和端电流：VCB、ICBJT的特性曲线是指端电流与端电压之间的关系曲线，根据输入端和输出端分为

5、输入特性曲线和输出特性曲线。(1)共射极电路的特性曲线输入特性输入特性是指当vCE为某一常数，iB与vBE之间的关系曲线。4.BJT的特性曲线NPN型硅BJT共射极接法输入特性曲线vCE=0：输入特性曲线和普通二极管的伏安特性曲线相似原因：此时三极管相当于两个二极管并联NPN型硅BJT共射极接法输入特性曲线vCE≥1V：特性曲线向右移动∴vCB=vCE-vBE>0此时集电结已进入反偏状态，开始收集电子，电子在基区的复合减少，对同样的vBE，iB、iC∵vCE=vCB+vBENPN型硅BJT共射极接法输入特性曲线随

6、着vCE增加，曲线移动不大主要原因：vCE≥1V后，c区已经将来自e区的电子绝大部分吸引走。输出特性输出特性是指当iB一定的情况下，iC与vCE之间的关系曲线。vCE较小，集电结没有反偏或反偏电压较小，这时集电区收集电子的能力较弱，只要vCE稍稍增加，c区收集电子的能力将明显上升，因此iC上升较大NPN型硅BJT共射极接法输出特性曲线vCE较小时，iC随vCE增加迅速上升vCB=vCE-vBE当集电结反偏电压较大时，扩散到基区的电子基本上都可以被集电区收集，此后vCE再增加，电流也不会明显的增加此时，iC和iB电流满

7、足固定的比例关系，iB电流增加，iC电流等比例上升NPN型硅BJT共射极接法输出特性曲线vCE较大时，特性曲线进入与vCE轴基本平行的区域基区宽度调制效应vCE的变化引起基区实际宽度变化的现象称为基区宽度调制效应，它导致vCE较大时，输出特性曲线略向上倾斜。(2)共基极电路的特性曲线输出特性输入特性5.BJT输出特性曲线的三个工作区(教材91页)(1)饱和区vCB=vCE-vBE(2)截止区(3)放大区例题6.BJT的主要参数(1)电流放大系数共射极连接方式共基极连接方式(2)极间反向电流集电极－基极反向饱和电流IC

8、BOICBO表示发射极开路，c、b极间外加反向电压时的反向电流。它和单个PN结的反向电流是一样的，大小为A量级。集电极－发射极反向饱和电流ICEOICEO表示基极开路，c、e极间外加反向电压时的集电极电流。大小为A量级ICEO从集电区穿过基区流至发射区，所以又叫穿透电流。该电流和单纯的PN结反向电流不同。集电结反偏，引起反向漂移电流ICBO