[理学]模电ch2_1晶体管三极管及其放大电路

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1、第2章晶体三级管及其放大电路12.1晶体三级管(双极三极管）半导体三极管，也叫晶体三极管。由于工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，因此，还被称为双极型晶体管（简称BJT）。BJT是由两个PN结组成的。22.1.1晶体管的结构和类型NPN型PNP型符号:三极管的结构特点:（1）发射区的掺杂浓度＞＞集电区掺杂浓度。（2）基区要制造得很薄且浓度较低。--NNP发射区集电区基区发射结集电结ecb发射极集电极基极--PPN发射区集电区基区发射结集电结ecb发射极集电极基极32.1.2晶体管的电流放大三极管在工作时要加上适当的直流偏置电

2、压。若在放大工作状态：发射结正偏：+UCE－＋UBE－＋UCB－集电结反偏：由VBB保证由VCC、VBB保证UCB=UCE-UBE>0共发射极接法c区b区e区42.1.2晶体管的电流放大—载流子传输（1）因为发射结正偏，所以发射区向基区注入电子，形成了扩散电流IEN。同时从基区向发射区也有空穴的扩散运动，形成的电流为IEP。但其数量小，可忽略。所以发射极电流IE≈IEN。（2）发射区的电子注入基区后，变成了少数载流子。少部分遇到的空穴复合掉，形成IBN。所以基极电流IB≈IBN。大部分到达了集电区的边缘。52.1.2晶体管的电流放

3、大—载流子传输（3）因为集电结反偏，收集扩散到集电区边缘的电子，形成电流ICN。另外，集电结区的少子形成漂移电流ICBO。三个电极上的电流关系:IE=IC+IB62.1.2晶体管的电流放大—电流分配定义：(1)IC与IE之间的关系:所以:其值的大小约为0.9～0.99。72.1.2晶体管的电流放大—电流分配(2)IC与IB之间的关系：得：所以：得：定义：称为共发射极直流电流放大系数。82.1.2晶体管的电流放大—放大作用当be之间的正向电压加大时，将会有更多的电子从射区扩散到基区（Ie增大），同时到达集电极的电子也会增加（Ic增大

4、），基区内复合的电子数也会增加（Ib增大）。Ie、Ic和Ib三者之间的比例基本不变。故对于一只特定的三极管，和值可以近似看为不变的常数。常用的三极管，值在数十到数百之间。Ic=Ib，92.1.2晶体管的电流放大—电流放大晶体管的反向电流ICBO：发射极开路时，cb之间的反向电流，这一电流相当于单个pn结的反向漏电流。ICEO：（反向穿透电流）基极开路时，ce之间的反向电流，有：物理意义：1）集电结反向偏置，有漏电流ICBO。2）ICBO从基极流向发射结，引起发射极电子发射。3）发射的电子通过基区，被集电结收集。4）因此形

5、成了被放大的反向穿透电流ICEO。102.2BJT的共射特性曲线—输入特性(1)输入伏安特性曲线iB=f(uBE)uCE=const（1）uCE=0V时，相当于两个PN结并联。（3）uCE≥1V再增加时，曲线右移很不明显。（2）当uCE=1V时，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，所以基区复合减少，在同一uBE电压下，iB减小。特性曲线将向右稍微移动一些。导通压降硅0.7V锗.2V0.3V112.2.1BJT的共射特性曲线—输出特性(2)输出特性曲线iC=f(uCE)iB=const现以iB=60uA一条加以说明。（1）当u

6、CE=0V时，因集电极无收集作用，iC=0。（2）uCE↑→Ic↑。（3）当uCE＞1V后，收集电子的能力足够强。这时，发射到基区的电子都被集电极收集，形成iC。所以uCE再增加，iC基本保持不变。同理，可作出iB=其他值的曲线。122.2.1BJT的共射特性曲线—输出特性饱和区——iC受uCE显著控制的区域，该区域内uCE＜uBE。此时发射结正偏，集电结也正偏。截止区——iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时，发射结反偏，集电结反偏。ICEO放大区——曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏。该区中有：饱和区放大

7、区截止区132.2.2BJT的主要参数1.电流放大系数（2）共基极电流放大系数：iCE△=20uA(mA)B=40uAICu=0(V)=80uAI△BBBIBiIBI=100uACBI=60uAi一般取20~200之间2.31.5（1）共发射极电流放大系数：142.2.2BJT的主要参数—极间反向电流2.极间反向电流（2）集电极发射极间的穿透电流ICEO基极开路时，集电极到发射极间的电流——穿透电流。其大小与温度有关。（1）集电极基极间反向饱和电流ICBO发射极开路时，在其集电结上加反向电压，得到反向电流。它实际上就是一个PN结的

8、反向电流。其大小与温度有关。锗管：ICBO为微安数量级，硅管：ICBO为纳安数量级。++ICBOecbICEO152.2.2BJT的主要参数—极限参数3.极限参数Ic增加时，要下降。当值下降到线性放大区值的70％时，所对应的集电极电流称为集电