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时间:2021-04-19
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1、模电第二章-三极管课件2.1半导体三极管2.1.1BJT的结构简介2.1.2放大状态下BJT的工作原理2.1.3BJT的V-I特性曲线2.1.4BJT的主要参数2.1.1BJT的结构简介(a)小功率管(b)小功率管(c)大功率管(d)中功率管按照所用的半导体材料分:硅管、锗管;按照工作频率分:低频管、高频管;按照功率分:小、中、大功率管。放大状态下BJT中载流子的传输过程发射结正偏多子扩散IE=IEN+IEP很多电子扩散到基区IE≈IEN发射极电流IE放大状态下BJT中载流子的传输过程基极复合电流IBN扩散到基区的电子与基区的多子(空穴)复合,形成复合电流IBN放大状态
2、下BJT中载流子的传输过程集电极电流IC集电结反偏漂移增强载流子被集电极收集形成电流ICN加上集电极和基极间的反相饱和电流集电极电流2.电流分配关系根据传输过程可知IC=ICN+ICBO通常IC>>ICBO为共基极直流电流放大系数。它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关,与外加电压无关。一般=0.90.99。IE=IB+IC放大状态下BJT中载流子的传输过程是共射极直流电流放大系数。同样,它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关,与外加电压无关。一般>>1。根据IE=IB+ICIC=ICN+ICBO2.电流分配关系则3.三极管的三种组态共集电极接法,集电极作为公共电极。共基极
3、接法,基极作为公共电极;共发射极接法,发射极作为公共电极;BJT的三种组态共基极放大电路4.放大作用若vI=20mV电压放大倍数使iE=-1mA,则iC=iE=-0.98mA,vO=-iC•RL=0.98V,当=0.98时,综上所述,三极管的放大作用,主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输,然后到达集电极而实现的。实现这一传输过程的两个条件是:(1)内部条件:发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度,且基区很薄。(2)外部条件:发射结正向偏置,集电结反向偏置。2.1.3BJT的V-I特性曲线iB=f(vBE)vCE=const(2)当vCE≥1V时,vCB=
4、vCE-vBE>0,集电结已进入反偏状态,开始收集电子,基区复合减少,同样的vBE下IB减小,特性曲线右移。(1)当vCE=0V时,相当于发射结的正向伏安特性曲线。1.输入特性曲线(以共射极放大电路为例)共射极连接饱和区:iC明显受vCE控制的区域,该区域内,一般vCE<0.7V(硅管)。此时,发射结正偏,集电结正偏或反偏电压很小。iC=f(vCE)iB=const2.输出特性曲线输出特性曲线的三个区域:截止区:iC接近零的区域,相当iB=0的曲线的下方。此时,vBE小于死区电压。放大区:iC平行于vCE轴的区域,曲线基本平行等距。此时,发射结正偏,集电结反偏。2.1
5、.3BJT的V-I特性曲线(1)共发射极直流电流放大系数=(IC-ICEO)/IB≈IC/IBvCE=常数1.电流放大系数2.1.4BJT的主要参数与iC的关系曲线(2)共发射极交流电流放大系数=IC/IBvCE=常数1.电流放大系数(3)共基极直流电流放大系数=(IC-ICBO)/IE≈IC/IE(4)共基极交流电流放大系数αα=IC/IEvCB=常数当ICBO和ICEO很小时,≈、≈,可以不加区分。2.1.4BJT的主要参数2.极间反向电流(1)集电极基极间反向饱和电流ICBO发射极开路时,集电结的反向饱和电流。2.1.4BJT的主要参数(2)
6、集电极发射极间的反向饱和电流ICEOICEO=(1+)ICBO2.1.4BJT的主要参数2.极间反向电流(1)集电极最大允许电流ICM(2)集电极最大允许功率损耗PCMPCM=ICVCE3.极限参数2.1.4BJT的主要参数3.极限参数2.1.4BJT的主要参数(3)反向击穿电压V(BR)CBO——发射极开路时的集电结反向击穿电压。V(BR)EBO——集电极开路时发射结的反向击穿电压。V(BR)CEO——基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。几个击穿电压有如下关系V(BR)CBO>V(BR)CEO>V(BR)EBO2.1.5温度对BJT参数及特性的影响(1)温度对
7、ICBO的影响温度每升高10℃,ICBO约增加一倍。(2)温度对的影响温度每升高1℃,值约增大0.5%~1%。(3)温度对反向击穿电压V(BR)CBO、V(BR)CEO的影响温度升高时,V(BR)CBO和V(BR)CEO都会有所提高。2.温度对BJT特性曲线的影响1.温度对BJT参数的影响2.2共射极放大电路的工作原理2.2.1基本共射极放大电路的组成基本共射极放大电路偏置电路:直流电源VBB通过电阻Rb给BJT的发射结提供正偏电压,并产生基极直流电流IB(常称为偏流,而提供偏流的电路称为偏置电路)2.2共射极放大电路的工作原理基本共
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