模电课件1.3双极型晶体管

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1、1.了解三极管的基本结构，熟悉其放大原理；2.掌握三极管电流分配关系，熟悉其输入、输出特性。§1.3晶体三极管学习目标：1.三极管的电流分配关系和放大原理；2.三极管的输出特性曲线和基本参数。学习重点：2021/7/20模电课件一、晶体管的结构及类型晶体三极管又称双极型晶体管、半导体三极管、三极管等。发射区集电区基区三极管的结构特点:（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很低。半导体三极管由两个PN结构成。类型:NPN型和PNP型。c集电极e发射极b基极NNPNPN型晶体管结构集电结(Jc)

2、发射结(Je)集电极2021/7/20模电课件PPNPNP型晶体管结构ecbNNPNPN型晶体管结构ecbNPN型晶体管符号PNP型晶体管符号2021/7/20模电课件二、电流分配与放大原理1、内部载流子的运动规律以NPN管共射放大电路为例ICIBRBEBECRCVVμAmA+UCE－+UBE－三极管基本放大电路Ec>EB放大状态：发射结正偏，集电结反偏。2021/7/20模电课件（1）发射区向基区扩散自由电子EBRBRCEC发射结正偏，多数载流子（自由电子）的扩散运动加强；发射区自由电子不断扩散到基区形成电流IEN；IE

3、PIEIEN基区空穴扩散到发射区形成电流IEP；发射极电流：IE＝IEP+IEN；发射结(Je)2021/7/20模电课件EBRBRCECIEPIEIEN（2）自由电子在基区扩散和复合发射结自由电子浓度很高，继续向集电结方向扩散；IBN扩散到基区的自由电子，一部分被电源EB拉走，形成电流IBN；2021/7/20模电课件集电结EBRBRCECIEPIEIENIBN（3）集电区收集从发射区扩散过来的自由电子发射区扩散到基区并到集电结边缘的自由电子继续运动到集电区，形成电流ICN；集电结反偏，内电场被加强，漂移运动加强，少数载

4、流子的运动形成电流ICBO，是构成IB与IC的一小部分。ICNICICBOIB2021/7/20模电课件EBRBRCECIEPIEIENIBNICNICICBOIB2、电流分配关系2021/7/20模电课件～+－uiEB+－uIRBRCEC3、晶体管的共射电流放大系数静态（直流）：当ui为零时，uI=EB；动态（交流）：（1）令ui＝0，即静态定义共射直流电流放大系数：ICEO：穿透电流。～+－uiEB+－uIRBRCECICIB2021/7/20模电课件～+－uiEB+－uIRBRCEC（2）令ui≠0，即动态定义共射交

5、流电流放大系数：iCiB～+－uiEB+－uIRBRCEC2021/7/20模电课件～+－uiEe+－uIReRCECiBiCiE4、共基电流放大系数定义共基直流电流放大系数：定义共基交流电流放大系数：2021/7/20模电课件三、晶体管的共射特性曲线1、输入特性曲线测量电路ICIBRBEBECRCVVμAmA+UCE－+UBE－2021/7/20模电课件（2）UCE增大，曲线右移；UCE越大，从发射区扩散到基区的自由电子被VB拉走的数量越少，故要获得同样的iB，就需加大uBE；（3）当UCE≥1V时，输入特性曲线重合

6、；（1）UCE＝0时，相当于两个PN结并联。曲线与PN结伏安特性相似；2021/7/20模电课件2、输出特性曲线uCE/ViC/mAIB=0IB=20μAIB=40μAIB=60μA截止区放饱和区工作状态：放大、截止和饱和状态三种工作状态（1）放大区（线性区）：iC与uCE无关，几乎仅仅受iB控制，IC=IB，ic=iB，发射结正偏，集电结反偏。iC=f(uCE)IB=常数大区2021/7/20模电课件uCE/ViC/mAIB=0IB=20μAIB=40μAIB=60μA截止区放大区饱和区（2）截止区：IB＝0曲

7、线以下，可靠截止uBE≤0V；发射结反偏，集电结反偏。模拟电路：放大区数字电路：截止和饱和区（3）饱和区：uBE=0.7V(si)，且UCE＜UBE，发射结正偏，集电结正偏。iB的变化对iC影响很小，不成正比，IC<IB。2021/7/20模电课件四、晶体管的主要参数1、直流参数（1）共射直流电流放大系数（3）极间反向电流：ICBO是发射极开路时集电结的反向饱和电流；ICEO是基极开路时集电极与发射极间的穿透电流，。2、交流参数（1）共射交流电流放大系数2021/7/20模电课件（3）特征频率fT：使β的数值下降到1的信

8、号频率。3、极限参数（1）最大集电极耗散功率PCMuCEiCU(BR)CEOICM区安全工作过损耗区（2）最大集电极电流ICM（3）极间反向击穿电压U(BR)CBO、U(BR)CEO、U(BR)EBOiC超过ICM，晶体管不一定损坏，但β明显下降。2021/7/20模电课件五、温度对晶体管特性及参数的影