模拟电子技术常用半导体器

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1、1.3.1结构与符号1.3.2电流的分配与控制1.3.3电流关系1.3.4伏安特性曲线1.3.5主要参数与型号1.3双极型半导体三极管半导体三极管有两大类型一是双极型半导体三极管二是场效应半导体三极管双极型半导体三极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2021/9/81.3.1结构与符号双极型三极管的结构如图。它有两种类型:NPN型和PNP型。图1.3.1两种极性的双极型三极管e-b间的PN结称为发射结(Je)c-b间的PN结称为集电结(Jc)中间部分称为基区，连上电极称为基极，用B或b表示（Base）；一侧称为发射区，电极称为发射极，用E或e表示

2、（Emitter）；另一侧称为集电区和集电极，用C或c表示（Collector）。2021/9/8内部结构特点：发射区的掺杂浓度最大，基区的掺杂浓度最小。集电区的面积比发射区的面积大，它们并不对称。基区要制造得很薄，其厚度一般在几个微米至几十个微米。2021/9/81.3.2电流分配与控制若在放大工作状态：发射结加正向电压，集电结加反向电压。发射结正偏时，从发射区将有大量的电子向基区扩散，形成的电流为IEN。从基区向发射区有空穴的扩散运动，形成的电流IEP。在基区被复合的电子形成的电流是IBN。在集电结反偏电压的作用下，进入集电结形成集电极电流ICN。因集电结反偏，使集电

3、区的少子形成漂移电流ICBO。2021/9/8IE=IEN+IEP且IEN>>IEPIEN=ICN+IBN且IEN>>IBNICN>>IBNIC=ICN+ICBOIB=IEP+IBN－ICBOIE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN=(ICN+ICBO)+(IBN+IEP－ICBO)IE=IC+IB2021/9/81.3.3电流关系(1)三种组态双极型三极管有三个电极，其中两个可以作为输入,两个可以作为输出，这样必然有一个电极是公共电极。三种接法也称三种组态。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。共发射极接法，发射极作

4、为公共电极，用CE表示；三极管的三种组态2021/9/8(2)三极管的电流放大系数对于集电极电流IC和发射极电流IE之间的关系可以用系数来说明，定义: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)+ICBO2021/9/8因≈1,所以>>1定义:=IC/IB=(ICN+ICBO)/IB称为共发射极接法直流电流放大系数。于是2021/9/81.3.4伏安特性曲线输入特性曲线——iB=f(vBE

5、)vCE=const输出特性曲线——iC=f(vCE)iB=const本节介绍共发射极接法三极管的特性曲线，即共发射极接法的电压-电流关系2021/9/8(1)输入特性曲线简单地看，输入特性曲线类似于发射结的伏安特性曲线。因为有集电结电压的影响，它与一个单独的PN结的伏安特性曲线不同。其中vCE=0V的那一条相当于发射结的正向特性曲线。当vCE≥1V时，vCB=vCE-vBE>0，集电结已进入反偏态，开始收集电子，且基区复合减少，IC/IB增大，特性曲线将向右稍微移动一些。2021/9/8当vCE增加到使集电结反偏电压较大时，如vCE≥1V,vBE≥0.7V时，运动到

6、集电结的电子基本上都可以被集电区收集，此后vCE再增加，电流也没有明显的增加，特性曲线进入与vCE轴基本平行的区域。共发射极接法输出特性曲线（2)输出特性曲线2021/9/8输出特性曲线可以分为三个区域:饱和区——iC受vCE显著控制的区域，该区域内vCE的数值较小，一般vCE＜0.7V(硅管)。此时发射结正偏，集电结正偏。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。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，电压大于0.7V左右(硅管)。2021/9/81.3.5主要参数与型号一.半导体三极

7、管的参数分为三大类:直流参数交流参数极限参数(1)直流参数①直流电流放大系数1.共发射极直流电流放大系数=（IC－ICEO）/IB≈IC/IBvCE=const在放大区基本不变2021/9/82.共基极直流电流放大系数=（IC－ICBO）/IE≈IC/IE显然与之间有如下关系:=IC/IE=IB/1+IB=/1+2021/9/8②极间反向电流1.集电极基极间反向饱和电流ICBO它相当于集电结的反向饱和电流。2.集电极发射极间的反向饱和电流ICEOICEO和ICBO有如下关系ICEO=（1+）ICBO相当于基极开路时