[工学]第三讲 双极型晶体管

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1、§1.5双极型晶体三极管BJT双极型三极管：BipolarJunctionTransistor只有一种极性的载流子参与导电.三极管有两种极性的载流子参与导电.单极型三极管(场效应管)：FieldEffectTransistor按工作频率分：高频管、低频管按功率分：小、中、大功率管按材料分：硅管、锗管按结构分：NPN型、PNP型BJT的类型：一、BJT的结构和工作原理二、BJT的静态特性曲线三、BJT的主要参数四、BJT的交流小信号模型一、BJT的结构和工作原理1、为什么BJT具有放大作用？2、BJT三个电极的电流关系是怎样

2、的？3、如何判断电路中BJT的工作状态？问题：BJT是由两个PN结构成的三端器件，有两种基本类型:NPN型和PNP型。++NPN管比PNP管应用更广泛，特别在一般的半导体集成电路中，NPN管性能优于PNP管，故重点讨论NPN管。（一）BJT的结构和符号基区发射区集电区发射结集电结发射极基极集电极注意区分两者的符号箭头方向表示电流的实际方向BJT结构特点：（1）发射区高掺杂；（2）基区很薄，一般在几微米至几十微米；且掺杂浓度很低；（3）集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大.管芯结构剖面图发射区基区集电区+－－是BJT具有电流放

3、大作用的内部原因。要使BJT具有放大作用，还必须给BJT加合适的偏置。（二）BJT的放大偏置1、什么叫放大偏置？放大偏置——“发射结正偏、集电结反偏”。PNPbce+-+-UBEUCEbceiCieib+-+-UBEUCEbceiCieibNPNbce2、放大偏置时BJT三个电极的电位关系：识别管脚和判断管型的依据—是BJT具有电流放大作用的外部条件。前提是BJT处于放大状态。（此时BJT处于放大状态）3、放大偏置时BJT三个电极的电流方向例题：测得放大电路中的某只晶体管三个管脚的电位如图所示：试判断各个管脚对应的电极，晶

4、体管的结构类型及材料。0.1V0.78V-11.5V1、基极电位UB居中（可先识别基极）；3、NPN管各极的电位关系：UC>UB>UE；PNP管各极的电位关系：UC

5、UBE

6、=0.7（0.6）V（硅管）

7、UBE

8、=0.3（0.2）V（锗管）可识别发射极（所剩者即为集电极）；并判断管子的材料；可识别管子的类型（NPN/PNP）。1、基极电位UB居中（可识别基极）；3、NPN管各极的电位关系：UC>UB>UE；PNP管各极的电位关系：UC

9、

10、UBE

11、=0.7（0.6）V（硅管）

12、UBE

13、=0.3（0.2）V（锗管）可识别发射极——集电极；判断管子的材料；可识别管子的类型（NPN/PNP）。7.5V3.9V3.2VBCENPN型硅管。例题：测得放大电路中的某只晶体管三个管脚的电位如图所示：试判断各个管脚对应的电极，晶体管的结构类型及材料。bceRCECEBRbIBICIE（三）放大偏置时BJT内部载流子的传输过程给NPN型BJT加适当的偏置：发射结正偏，集电结反偏。bceRbEBRCECbceRbEBRCECNPN1、发射区向基区注入大量电子2、电子在基区的复

14、合和继续扩散IEnIEPIB1发射结正偏因浓度差，发射区的大量电子经发射结扩散注入基区，形成电子流基区空穴扩散注入发射区从发射区扩散到基区的电子成为基区的非平衡少子，极少数电子与基区的空穴复合，形成复合电流绝大部分电子继续扩散到达集电结附近。IB1IEn集电结反偏3、集电区收集发射区扩散过来的电子ICBO在外电场作用下，由发射区扩散在集电结附近的非平衡少子漂移到集电区ICn基区的电子漂移到集电区集电区的空穴漂移到基区ICnICBO（扩散）IEP（漂移）平衡少子的漂移（四）放大偏置时BJT各极电流的关系：IE=IE

15、n+IEPIEn；IC=ICn+ICBOICn；IB=IB1+IEP-ICBO1、各极电流的构成：2、各极电流之间的关系：IE=IC+IB；①IE与IC的关系：对于给定的晶体管，集电极收集的电子流是发射极发射的电子流的一部分，两者的比值在一定的电流范围内是一个常数，用bceRbEBRCECNPNIEnIEPIB1ICnICBOIBIEIC（四）放大偏置时BJT各极电流的关系：IE=IEn+IEPIEn；IC=ICn+ICBOICn；IB=IB1+IEP-ICBO1、各极电流的构成：2、各极电流之间的关系：IE=IC

16、+IB；①IE与IC的关系：②IC与IB的关系：定义：——共射直流电流放大倍数说明：BJT具有电流放大作用；IC受IB控制，BJT为电流控制器件。基本上为常数，因此放大偏置的BJT中IE、IC和IB近似成比例关系。bceRCECEBRbiBiCiE1、发射结正偏电压uBE对各极电流的作用——正向控制作用