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《模拟电子线路 教学课件 作者 林春景 第2章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2.2场效应晶体管2.3场效应晶体管与晶体管比较2.1晶体管第2章半导体三极管半导体三极管主要分为晶体三极管和场效应管两大类。晶体三极管属电流控制电流型的三极管，由于空穴和自由电子两种载流子均参与导电，故又称为双极型晶体三极管；而场效应管属电压控制电流型的三极管，只有空穴或自由电子中的一种载流子参与导电，所以也称为单极型晶体三极管。半导体三极管频率：高频管、低频管功率：材料：小、中、大功率管硅管、锗管类型：NPN型、PNP型半导体三极管是具有电流放大功能的元件图2-1几种半导体三极管的外形2.1.1半导体三极管晶体三极管的结构发射结集电结基极发射极集电极晶体三极
2、管是由两个PN结组成的发射区基区集电区图2-2晶体管的结构和符号三极管的结构及类型图2–2三极管的结构示意图和符号无论是NPN型或是PNP型的三极管,它们均包含三个区:发射区、基区和集电区,并相应地引出三个电极：发射极（e)、基极(b)和集电极(c)。同时,在三个区的两两交界处,形成两个PN结,分别称为发射结和集电结。常用的半导体材料有硅和锗,因此共有四种三极管类型。它们对应的型号分别为：3A(锗PNP)、3B(锗NPN)、3C(硅PNP)、3D(硅NPN)四种系列。2.1.2三极管的三种连接方式图2-3三极管的三种连接方式2.1.3三极管的放大作用1.载流子的
3、传输过程发射。(2)扩散和复合。(3)收集。图2–4三极管中载流子的传输过程三极的工作原理发射结加正偏时，从发射区将有大量的电子向基区扩散，形成的电流为IEN。从基区向发射区也有空穴的扩散运动，但其数量小，形成的电流为IEP。（这是因为发射区的掺杂浓度远大于基区的掺杂浓度。）进入基区的电子流因基区的空穴浓度低，被复合的机会较少。又因基区很薄，在集电结反偏电压的作用下，电子在基区停留的时间很短，很快就运动到了集电结的边上，进入集电结的结电场区域，被集电极所收集，形成集电极电流ICN。在基区被复合的电子形成的电流是IBN。另外因集电结反偏，使集电结区的少子形成漂移电
4、流ICBO。很小的基极电流IB，就可以控制较大的集电极电流IC，从而实现了放大作用。2.电流分配图2-5三极管电流分配集电极电流ＩＣ由两部分组成：ＩＣｎ和ＩＣＢＯ,前者是由发射区发射的电子被集电极收集后形成的,后者是由集电区和基区的少数载流子漂移运动形成的,称为反向饱和电流。于是有ＩＣ＝ＩＣｎ＋ＩＣＢＯ(2-1)发射极电流ＩＥ也由两部分组成：ＩＥｎ和ＩＥｐ。ＩＥｎ为发射区发射的电子所形成的电流,ＩＥｐ是由基区向发射区扩散的空穴所形成的电流。因为发射区是重掺杂,所以ＩＥｐ忽略不计,即ＩＥ≈ＩＥｎ。ＩＥｎ又分成两部分,主要部分是ＩＣｎ,极少部分是ＩＢｎ。ＩＢｎ是
5、电子在基区与空穴复合时所形成的电流,基区空穴是由电源ＵＢＢ提供的,故它是基极电流的一部分。基极电流ＩＢ是ＩＢｎ与ＩＣＢＯ之差：(2-2)(2-3)发射区注入的电子绝大多数能够到达集电极,形成集电极电流,即要求ＩＣｎ>>ＩＢｎ。通常用共基极直流电流放大系数衡量上述关系,用α来表示,其定义为(2-4)一般三极管的α值为0.97～0.99。将(2-4)式代入(2-1)式,可得(2-6)通常ＩＣ>>ＩCBO,可将ＩＣＢＯ忽略,由上式可得出(2-7)三极管的三个极的电流满足节点电流定律,即将此式代入(2-6)式得(2-8)经过整理后得令β称为共发射极直流电流放大系数
6、。当IC>>ICBO时,β又可写成(2-9)(2-10)则其中ICEO称为穿透电流,即一般三极管的β约为几十～几百。β太小,管子的放大能力就差,而β过大则管子不够稳定。表2-1三极管电流关系的一组典型数据IB/mA-0.00100.010.020.030.040.05IC/mA0.0010.010.561.141.742.332.91IE/mA00.010.571.161.772.372.96相应地,将集电极电流与发射极电流的变化量之比,定义为共基极交流电流放大系数,即故显然β与β,α与α其意义是不同的,但是在多数情况下β≈β,α≈α。例如,从表2-1知,在Ｉ
7、Ｂ＝００３mA附近,设ＩＢ由００２mA变为００４mA,可求得2.1.4三极管的特性曲线图2–6三极管共发射极特性曲线测试电路1.输入特性当ＵＣＥ不变时,输入回路中的电流ＩＢ与电压ＵＢＥ之间的关系曲线称为输入特性,即图2-7三极管的输入特性2.输出特性当ＩＢ不变时,输出回路中的电流ＩＣ与电压ＵＣＥ之间的关系曲线称为输出特性,即图2-8三极管的输出特性输出特性曲线—iC=f(vCE)iB=常数iC是输出电流，vCE是输出电压。⑴放大区：发射结正偏、集电结反偏⑵截止区：IB=0以下的区域。⑶饱和区：发射结和集电结均为正偏。IC随着VCE的变化而迅速变化。工程上
8、以VCE=0.3伏作为放
