双极性晶体管的结构及类型

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1、1.双极性晶体管的结构及类型双极性晶体管的结构如图1.3.1所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。图1.3.1三极管结构示意图发射极Emitter基极Base集电极Collector结构特点：（1）基区很薄，且掺杂浓度很低；（2）发射区的掺杂浓度远大于基区和集电区的掺杂浓度；（3）集电结的结面积很大。上述结构特点构成了晶体管具有放大作用的内部条件。图1.3.2三极管外形图双极性晶体管的常见外形图如图1.3.2所示。2.晶体管的电流放大作用（1）晶体管具有放大作用的外部条件发射结正偏，集电结反偏。对于NPN管，VC>VB>VE；对于PNP管，

2、VE>VB>VC。（2）晶体管内部载流子的运动（如图1.3.3所示）发射区：发射载流子；集电区：收集载流子；基区：传送和控制载流子以上看出，三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电，故称为双极型三极管。或BJT(BipolarJunctionTransistor)。Home（3）晶体管的电流分配关系根据传输过程可知IC=InC+ICBOIB=IB’-ICBO通常IC>>ICBOIE=IB+IC为共基直流电流放大系数，它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般=0.90.99图1.3.4晶体管的电流分配关系根据IE=IB+

3、ICIC=InC+ICBO且令ICEO=(1+)ICBO（穿透电流）是共射直流电流放大系数，同样，它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般当输入为变化量（动态量）时，相应的电流放大倍数为交流电流放大倍数：3.晶体管的共射特性曲线（1）输入特性曲线iB=f(vBE)vCE=const(b)当vCE≥1V时，vCB=vCE-vBE>0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，同样的vBE下IB减小，特性曲线右移。(a)当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。vCE=0VvCE1V图1.3.6+-bce共

4、射极放大电路VBBVCCvBEiCiB+-vCERbRc图1.3.5（2）输出特性曲线（图1.3.7）饱和区：iC明显受vCE控制，该区域内，vCE=VCES＜0.7V(硅管)。此时，发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。iC=f(vCE)iB=const输出特性曲线的三个区域:截止区：iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时，vBE小于死区电压，集电结反偏。放大区：iC平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏。图1.3.74.晶体管的主要参数（1）直流参数(a)共射直流电流放大系数=（IC－ICEO）/

5、IB≈IC/IBvCE=const图1.3.8(c)极间反向电流(i)集电极基极间反向饱和电流ICBO发射极开路时，集电结的反向饱和电流。图1.3.9(b)共基直流电流放大系数=（IC－ICBO）/IE≈IC/IE(ii)集电极发射极间的穿透电流ICEOICEO=（1+）ICBO基极开路时，集电极与发射极间的穿透电流。图1.3.10ICEO图1.3.11（2）交流参数(a)共射交流电流放大系数(b)共基交流电流放大系数当ICBO和ICEO很小时，≈、≈，可以不加区分。图1.3.12（3）极限参数(a)集电极最大允许电流ICM(b)最大集

6、电极耗散功率PCMPCM=iCvCE=const(c)反向击穿电压V(BR)CBO—发射极开路时的集电结反向击穿电压。V(BR)EBO—集电极开路时发射结的反向击穿电压。V(BR)CEO—基极开路时C极和E极间的击穿电压。其关系为：V(BR)CBO＞V(BR)CEO＞V(BR)EBO图1.3.13由PCM、ICM和V(BR)CEO在输出特性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和击穿区。图1.3.14输出特性曲线上的过损耗区和击穿区5.温度对晶体管特性及参数的影响（1）温度对ICBO的影响(a)ICBO是集电结外加反向电压平衡少子的漂移运动形

7、成的；(b)温度升高10oC，ICBO增加约一倍;(c)硅管的ICBO比锗管小得多，所以受温度的影响也小得多。（2）温度对输入特性的影响温度升高1oC，VBE减小约2~2.5mV，具有负的温度系数。若VBE不变，则当温度升高时，iB将增大，正向特性将左移；反之亦然。T=60oCT=20oC图1.3.15（3）温度对输出特性的影响温度升高，IC增大，增大。温度每升高1oC，要增加0.5%1.0%图1.3.166.光电三极管Back光电三极管依照光照的强度来控制集电极电流的大小，其功能等效于一只光电二极管与一只晶体管相连。如图所示。图1.

8、3.17图1.3.18思考题1.既然BJT具有两个PN结，可否用两个二极管相联以构成一只BJT，试说明其理由。2.能否将BJT的e、c两个电极交换使用，为什么？3.