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时间:2020-10-31
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1、双极型三极管3.1.1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所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。 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。3.1.2三极管内部的电流分配与控制 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,
2、如图所示。 在发射结正偏,集电结反偏条件下,三极管中载流子的运动:(1)在VBB作用下,发射区向基区注入电子形成IEN,基区空穴向发射区扩散形成IEP。(2)电子在基区复合和扩散,由发射区注入基区的电子继续向集电结扩散,扩散过程中少部分电子与基区空穴复合形成电流IBN。由于基区薄且浓度低,所以IBN较小。(3)集电结收集电子,由于集电结反偏,所以基区中扩散到集电结边缘的电子在电场作用下漂移过集电结,到达集电区,形成电流ICN。(4)集电极的反向电流,集电结收集到的电子包括两部分:发射
3、区扩散到基区的电子——ICN,基区的少数载流子——ICBO 动画 IE=IEN+IEP且有IEN>>IEP IEN=ICN+IBN且有IEN>>IBN,ICN>>IBN IC=ICN+ICBO IB=IEP+IBN-ICBO IE=IC+IB3.1.3三极管各电极的电流关系 (1)三种组态 双极型三极管有三个电极,其中两个可以作为输入,两个可以作为输出,这样必然有一个电极是公共电极。三种接法也称三种组态,见下图 共发射极接法,发射极作为公共电极,用CE表示; 共集
4、电极接法,集电极作为公共电极,用CC表示; 共基极接法,基极作为公共电极,用CB表示。 (2)三极管的电流放大系数 对于集电极电流IC和发射极电流IE之间的关系可以用系数来说明,定义: 称为共基极直流电流放大系数。它表示最后达到集电极的电子电流ICN与总发射极电流IE的比值。ICN与IE相比,因ICN中没有IEP和IBN,所以的值小于1,但接近1,一般为0.98~0.999。由此可得: 在忽略ICBO情况下,IC、IE和IB之间的关系可近似表示为: 3.
5、1.4三极管的共射极特性曲线 信号表示 信号表示(对IC、VBE、VCE等意义相同):IB表示直流量/Ib表示交流有效值/Ib表示复数量/iB表示交直流混合量/ib表示交流变化量 1.输入特性曲线 (1)VCE=0时:b、e间加正向电压,JC和JE都正偏,JC没有吸引电子的能力。所以其特性相当于两个二极管并联PN结的特性。VCE=0V:两个PN结并联 (2)VCE>1V时,b、e间加正向电压,这时JE正偏,JC反偏。发射区注入到基区的载流子绝大部分被JC收集,只有小部分与基区多子形成
6、电流IB。所以在相同的VBE下,IB要比VCE=0V时小。VCE>1V:iB比VCE=0V时小 (3)VCE介于0~1V之间时,JC反偏不够,吸引电子的能力不够强。随着VCE的增加,吸引电子的能力逐渐增强,iB逐渐减小,曲线向右移动。07、饱和时VCES约等于0.3V。饱和时的三极管c、e间相当于一个压控电阻。 3.温度对三极管特性的影响 温度升高使:(1)输入特性曲线左移 (2)ICBO增大,输出特性曲线上移 (3)β增大3.1.5半导体三极管的参数 半导体三极管的参数分为三大类:直流参数,交流参数,极限参数 3.1.6三极管的型号 3.1.7三极管应用 三极管工作情况总结 例3.1.1:判断三极管的工作状态 例3.1.2:判断8、三极管的工作状态
7、饱和时VCES约等于0.3V。饱和时的三极管c、e间相当于一个压控电阻。 3.温度对三极管特性的影响 温度升高使:(1)输入特性曲线左移 (2)ICBO增大,输出特性曲线上移 (3)β增大3.1.5半导体三极管的参数 半导体三极管的参数分为三大类:直流参数,交流参数,极限参数 3.1.6三极管的型号 3.1.7三极管应用 三极管工作情况总结 例3.1.1:判断三极管的工作状态 例3.1.2:判断
8、三极管的工作状态
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