电子技术基础模拟部分课件第三章

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1、3半导体三极管及放大电路基础主要内容:(1)讨论半导体三极管的结构、工作原理、特性曲线和主要参数。（2）讨论BJT放大电路的三种组态。（3）三种放大电路的简单分析方法。第3章半导体三极管及放大电路基础3.1半导体BJTBJT（双极结型晶体管）是通过一定的工艺，将两个PN结结合在一起的器件，一般也称为半导体三极管。是由两个PN结、3个杂质半导体区域组成的。由于两个PN结之间相互影响，使三极管表现出不同于单个PN结的特性而具有电流放大作用，从而使PN结的应用发生了质的飞跃。第3章半导体三极管及放大电路基础3.1.1BJT

2、的结构简介1.三极管的分类按照频率分：高频管、低频管按照功率分：小、中、大功率管按照材料分：硅管、锗管等按照结构:PNP管、NPN管第3章半导体三极管及放大电路基础集电结发射结NPN型CPNNEB发射区集电区基区基极发射极集电极BETCNPN2.基本结构和符号（1）NPN管第3章半导体三极管及放大电路基础PNP型NPPEB基区发射结集电结集电区发射区集电极C发射极基极BETCPNP（2）PNP管第3章半导体三极管及放大电路基础总结：（1）三极管基区很薄，一般仅有1微米至几十微米厚，发射区浓度很高，集电结截面积大于发射

3、结截面积。（2）PNP型和NPN型三极管表示符号的区别是发射极的箭头方向不同，这个箭头方向表示发射结加正向偏置时的电流方向。使用中要注意电源的极性，确保发射结永远加正向偏置电压，三极管才能正常工作。（3）实际应用中采用NPN型三极管较多，第3章半导体三极管及放大电路基础3.1.2晶体管的电流分配及放大作用晶体管具有电流放大作用的外部条件：发射结正向偏置集电结反向偏置PNP管：UBE<0UBC>0即VC0UBC<0即VC>VB>VEcebIEIBRBUBBICUCC输入电路输出电路R

4、CBCE第3章半导体三极管及放大电路基础2.三极管电流分配与放大作用为了定量地了解三极管的电流分配关系和放大原理，我们先做一个试验，试验电路如图1.2.2所示。电源UB使发射结承受正向偏置电压，而电源UCC>UBB，使集电结承受反向偏置电压，这样做的目的是使三极管能够具有正常的电流放大作用。通过改变电阻Rb，基极电流IB、集电极电流IC和发射极电流IE都发生变化，表1.2.1为试验所得一组数据。第3章半导体三极管及放大电路基础将表中数据进行比较分析，可得出如下结论：(1)IE=IC+IB，三个电流之间的关系符

5、合基尔霍夫电流定律。(2)IC≈IE，IB虽然很小，但对IC有控制作用，IC随IB改变而改变。例如IB由40μA增加到50μA，IC从3.2mA增加到4mA,即β称为三极管的电流放大系数，它反映三极管的电流放大能力，也可以说电流IB对IC的控制能力。第3章半导体三极管及放大电路基础三极管电流之间为什么具有这样的关系呢？这可以通过在三极管内部载流子的运动规律来解释。1.三极管内部载流子的运动过程UBBRBIBICUCCRCNPIEN发射区向基区扩散电子电源负极向发射区补充电子形成发射极电流IE电子在基区的扩散与复

6、合集电区收集电子电子流向电源正极形成ICEB正极拉走电子，补充被复合的空穴，形成IB第3章半导体三极管及放大电路基础(1)发射区向基区发射电子由图1.2.3可知，电源UBB经过电阻Rb加在发射结上，发射结正偏，发射区的多数载流子——自由电子不断地越过发射结而进入基区，形成发射极电流IE。同时，基区多数载流子也向发射区扩散，但由于基区很薄，可以不考虑这个电流。因此，可以认为三极管发射结电流主要是电子流。(2)基区中的电子进行扩散与复合电子进入基区后，先在靠近发射结的附近密集，渐渐形成电子浓度差，在浓度差的作用下，促使

7、电子流在基区中向集电结扩散，被集电结电场拉入集电区，形成集电结电流IC。也有很小一部分电子与基区的空穴复合，形成复合电子流。扩散的电子流与复合电子流的比例决定了三极管的放大能力。第3章半导体三极管及放大电路基础(3)集电区收集电子由于集电结外加反向电压很大，这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散，同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区而形成集电结主电流ICN。另外集电区的少数载流子——空穴也会产生漂移运动，流向基区，形成反向饱和电流ICBO，其数值很小，但对温度却非常敏感。第3章半导体三极管及放大电路基础

8、由上所述可知:1由于基区很薄且掺杂浓度小,电子在基区扩散的数量远远大于复合的数量。即：IC>>IB或△IC>>△IB当基极电路由于外加电压或电阻改变而引起IB的微小变化时，必定使IC发生较大的变化。即三极管的基极电流对集电极电流具有控制作用。复合与扩散到集电区的电子数目满足统计学规律第3章半导体三极管及放大电路基础2.三极管的电流分配关系综合