半导体三极管semicondu

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1、第2章半导体三极管(SemiconductorDiode)2.1双极型三极管教学要求：1.掌握晶体三极管的工作原理；2.理解晶体三极管的输入、输出特性曲线；3.了解晶体三极管的主要参数。一、晶体三极管(SemiconductorTransistor)利用特殊工艺将两个PN结结合在一起就构成了双极型三极管。     1.结构和符号：结构特点：e区掺杂浓度最高，b区薄，掺杂浓度最底；c区面积最大。   分类：       构成材料：硅管、锗管   结   构：PNP、NPN   使用频率：低频管、高频管       功   率：小功率

2、管、中功率管、大功率管    2.电流放大原理    （1）放大条件       内部条件：e区掺杂浓度最高，b区薄，掺杂浓度最底；c区面积最大。       外部条件：发射结（e结）加正向偏置电压，集电结（c结）加反向偏置电压。       电位条件：NPN型：Vc＞Vb＞Ve；PNP型：Vc＜Vb＜Ve       电压数值：UBE：硅0.5-0.8V,   锗0.1-0.3V                UCB：几伏——十几伏                UCE：UCE＝UCB＋UBE　几伏——+几伏　     （2）三

3、极管内部（NPN型为例）          1)发射区不断向基区注入多子（电子），形成发射极电流IE。        2)向发射区扩散的基区多子（空穴）因数量小被忽略。这样，到达基区的电子多数向BC结方向扩散形成ICN。少数与空穴复合，形成IBN。基区空穴来源主要来自基极电源提供(IB)和集电区少子漂移(ICBO)。即IBN»IB+ICBO，IB=IBN–ICBO        3)集电区收集扩散过来的载流子形成集电极电流IC，IC=ICN+ICBO。     （4）三极管各极电流之间的分配关系     IB=IBN-ICBO，I

4、C=ICN+ICBO  当管子制成后，发射区载流子浓度、基区宽度、集电结面积等确定，故电流的比例关系确定，即：  二、晶体三极管的特性曲线    1.输入特性曲线：   由输入回路可写出三极管的输入特性的函数式为iB=f(uBE)，uCE=常数。实测的某NPN型硅三极管的输入特性曲线如下图(b)所示，由图可见曲线形状与二极管的伏安特性相类似，不过，它与uCE有关，uCE=1V的输入特性曲线比uCE=0V的曲线向右移动了一段距离，即uCE增大曲线向右移，但当uCE＞1V后，曲线右移距离很小，可以近似认为与uCE=1V时的曲线重合，所

5、以下图(b)中只画出两条曲线，在实际使用中，uCE总是大于1V的。由图可见，只有uBE大于05V(该电压称为死区电压)后，iB才随uBE的增大迅速增大，正常工作时管压降uBE约为0.6～0.8V，通常取0.7V，称之为导通电压uBE(on)。对锗管，死区电压约为0.1V，正常工作时管压降uBE的值约为0.2～0.3V，导通电压uBE(on)≈0.2V。        2.输出特性曲线   输出回路的输出特性方程为：iC=f(uCE)，iB=常数；晶体三极管的输出特性曲线分为截止、饱和和放大三个区，每区各有其特点：      （1

6、）截止区：  IB≤0，IC=ICEO≈0，此时两个PN结均反向偏置。   （2）放大区：IC=βIB+ICEO ，此时发射结正向偏置，集电结反向偏置，特性曲线比较平坦且等间距。Ic受IB控制，IB一定时，Ic不随UCE而变化。   （3）饱和区：uCE

7、（1）温度升高，输入特性曲线向左移。温度每升高1°C，UBE¯(2~2.5)mV。温度每升高10°C，ICBO约增大1倍。    （2）温度升高，输出特性曲线向上移。温度每升高1°C，b(0.5~1)%。输出特性曲线间距增大。三、晶体三极管的主要参数1.电流放大系数（1）共发射极电流放大系数: β（β）为直流（交流）电流放大系数β=IC/IB（β=ΔiC/ΔiB）。（2）共基极电流放大系数: α=β/（1+β），a<1一般在0.98以上。2.极间反向饱和电流：CB极间反向饱和电流ICBO，CE极间反向饱和电流ICEO。ICBO、I

8、CEO均随温度的升高而增大。3.极限参数：ICM：集电极最大允许电流，超过时b值明显降低；PCM：集电极最大允许功率损耗； U(BR)CEO：基极开路时C、E极间反向击穿电压； U(BR)CBO：发射极开路时C、B极间反向击穿电压。 U(BR)EB