双极型半导体晶体管

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1、1.5双极型晶体管的工作原理1.5.1双极型晶体管的结构1.5.2双极型晶体管的电流分配关系1.5.3晶体管的电流放大系数1.5.4晶体管的特性曲线1.5.5晶体管的参数1.5.6晶体管的型号HIT基础电子技术电子教案----双极型半导体晶体管2006.06双极型晶体管是由两种载流子参与导电的半导体器件，它由两个PN结组合而成，是一种电流控制电流源器件（CCCS）。晶体管英文称为Transister，在中文中称为晶体管或半导体三极管。晶体管有两大类型:一是双极型晶体管(BJT)，二是场效应晶体管(FET)。场效应型

2、晶体管仅由一种载流子参与导电，是一种电压控制电流源器件（VCCS）。HIT基础电子技术电子教案----双极型半导体晶体管2006.06图01.03.01晶体管的两种结构1.5.1双极型晶体管的结构NPN型PNP型这是基极b这是发射极e这是集电极c这是发射结Je这是集电结Jc晶体管符号中的短粗线代表基极，发射极的箭头方向，代表发射极电流的实际方向。双极型半导体晶体管有两种结构，NPN型和PNP型，见图01.03.01。HIT基础电子技术电子教案----双极型半导体晶体管2006.061.5.2双极型晶体管的电流分配关

3、系双极型晶体管在制造时，要求发射区的掺杂浓度大，基区掺杂浓度低并要制造得很薄，集电区掺杂浓度低，且集电结面积较大。从结构上看双极型晶体管是对称的，但因工艺参数不同，发射极和集电极不能互换。双极型晶体管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压。若在放大工作状态：发射结加正向电压，集电结加反向电压。现以NPN型晶体管的放大状态为例，来说明晶体管内部的电流关系。1.5.2.1晶体管内部载流子的运动HIT基础电子技术电子教案----双极型半导体晶体管2006.06IENIEPICBOIEICIBIBNIE=IEN+IEP且IE

4、N>>IEPIC=ICN+ICBOICN=IEN-IBNIB=IEP+IBN-ICBO注意图中画的是载流子的运动方向，空穴流与电流方向相同；电子流与电流方向相反。为此可确定三个电极的电流ICN图01.03.02晶体管中载流子的运动如何保证注入的载流子尽可能的到达集电区？HIT基础电子技术电子教案----双极型半导体晶体管2006.06发射极电流：IE=IEN+IEP且有IEN>>IEP集电极电流：IC=ICN+ICBOICN=IEN-IBN且有IEN>>IBN，ICN>>IBN基极电流：IB=IEP+IBN－ICB

5、O1.5.2.2晶体管电极电流的关系所以，发射极电流又可以写成IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN=(ICN+ICBO)+(IBN+IEP－ICBO)=IC+IBIENIEPICBOIEICIBIBNIE=IEN+IEP且IEN>>IEPIC=ICN+ICBOICN=IEN-IBNIB=IEP+IBN-ICBOICNHIT基础电子技术电子教案----双极型半导体晶体管2006.061.5.3晶体管的电流放大系数1.5.3.1三种组态双极型晶体管有三个电极，其中两个可以作为输入,两个可以作为输出，这样必然有一

6、个电极是公共电极。三种接法也称三种组态，如共发射极接法，也称共发射极组态，简称共射组态。晶体管的三种组态见图01.03.03。图01.03.03晶体管的三种组态共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示；共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。HIT基础电子技术电子教案----双极型半导体晶体管2006.061.5.3.2晶体管的电流放大系数1.5.3.2.1共基极组态直流电流放大系数电流放大系数，一般来说是指输出电流与输入电流的比。由于组态不同，晶体管的输入电极和

7、输出电极不同，所以对共基组态，输出电流是集电极电流IC，输入电流是发射极电流IE。定义集电极电流的主要部分ICN与发射极电流IE之比为共基极直流电流放大系数：HIT基础电子技术电子教案----双极型半导体晶体管2006.06称为共基极直流电流放大系数。它表示最后达到集电极的电子电流ICN与总发射极电流IE的比值。ICN与IE相比，因ICN中没有IEP和IBN，所以的值小于1，但接近1。由此可得：IC=ICN+ICBO=IE+ICBO=(IC+IB)+ICBOIENIEPICBOIEICIBIBNICNHIT基础电子

8、技术电子教案----双极型半导体晶体管2006.061.5.3.2.2共发射极组态直流电流放大系数对共射组态的电流放大系数，输出电流是集电极电流IC，输入电流是基极电流IB，二电流之比可定义：称为共发射极接法直流电流放大系数。因≈1,所以>>1。IENIEPICBOIEICIBIBNICNHIT基础电子技术电子教案----双极型半导体晶体管2006.061.