双极型三极管.ppt

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1、双极型三极管(BJT)又称半导体三极管、晶体管，或简称为三极管。(BipolarJunctionTransistor)三极管的外形如下图所示。三极管有两种类型：NPN和PNP型。主要以NPN型为例进行讨论。11.3.1晶体管的结构常用的三极管的结构有硅平面管和锗合金管两种类型。(a)平面型(NPN)(b)合金型(PNP)NecNPb二氧化硅becPNPe发射极，b基极，c集电极。2平面型(NPN)三极管制作工艺在N型硅片(集电区)氧化膜上刻一个窗口，将硼杂质进行扩散形成P型(基区)，再在P型区上刻窗口，将磷杂质进行扩散形成N型的发射

2、区。引出三个电极即可。合金型三极管制作工艺：在N型锗片(基区)两边各置一个铟球，加温铟被熔化并与N型锗接触，冷却后形成两个P型区，集电区接触面大，发射区掺杂浓度高。3(a)NPN型ecb符号集电区集电结基区发射结发射区集电极c基极b发射极eNNP4集电区集电结基区发射结发射区集电极c发射极e基极bcbe符号NNPPN(b)PNP型51.3.2晶体管的电流放大原理以NPN型晶体三极管为例讨论cNNPebbec表面看晶体管若实现放大，必须从晶体管内部结构和外部所加电源的极性来保证。不具备放大作用6晶体管内部结构要求：NNPebcNNNP

3、PP1）发射区高掺杂。2）基区做得很薄。通常只有几微米到几十微米，而且掺杂较少。3）集电结面积大。7RCUBBUCCRB晶体管放大的外部条件：外加电源的极性应使发射结处于正向偏置状态，而集电结处于反向偏置状态。8becRcRb1.三极管中载流子运动过程IEIB（1）发射发射区的电子越过发射结扩散到基区，基区的空穴扩散到发射区—形成发射极电流IE(基区多子数目较少，空穴电流可忽略)。（2）复合和扩散电子到达基区，少数与空穴复合形成基极电流Ibn，复合掉的空穴由UBB补充。多数电子在基区继续扩散，到达集电结的一侧。9becIEIBRcR

4、b1.三极管中载流子运动过程（3）收集集电结反偏，有利于收集基区扩散过来的电子而形成集电极电流Icn。其能量来自外接电源UCC。IC另外，集电区和基区的少子在外电场的作用下将进行漂移运动而形成反向饱和电流，用ICBO表示。ICBO102.三极管的电流分配关系IC=ICN+ICBOIE=ICN+IBN+ICBO=IEN+IEPUBBUCCRBRCIE=IC+IBIB=IBN+IPE-ICBO三个极的电流之间满足节点电流定律，即113.晶体管电流放大系数(1)直流电流放大系数一般要求ICN在IE中占的比例尽量大。而二者之比称直流电流放大

5、系数，即一般可达0.95~0.99为共基极直流放大系数12将(1)式代入IE=IC+IB得其中：称为共射极直流电流放大系数。13上式中的后一项常用ICEO表示，ICEO称穿透电流。当ICEO<

6、交流电流放大系数，用表示。即：共射电流放大系数同样∆iC与∆iE之比定义为共基极交流电流放大系数。共基电流放大系数15根据和的定义，以及三极管中三个电流的关系，可得故与两个参数之间满足以下关系：直流参数与交流参数、的含义是不同的，但是，对于大多数三极管来说，与，与的数值却差别不大，计算中，可不将它们严格区分。16输出回路输入回路+UCE-1.3.3晶体管的特性曲线特性曲线是选用三极管的主要依据，可从半导体器件手册查得。特性曲线分为输入特性曲线与输出特性曲线。IBUCEICUCCRBUBBcebRCV+V+A

7、++mA输入特性：对共发射极放大电路而言，输入特性曲线是描述基极电流iB与电压uBE之间的关系。输出特性：是描述集电极电流iC与电压uCE之间的关系。+UCE-+UCE-IBIBIBUBE共射特性曲线测试电路171、输入特性(1)uCE=0时的输入特性曲线RBUBBcebIB+UBE_UBBIB+UBE_bceOiB/A当uCE=0时，基极和发射极之间相当于两个PN结并联。所以，当b、e之间加正向电压时，应为两个二极管并联后的正向伏安特性。18(2)uCE>0时的输入特性曲线当uCE>0时，这个电压有利于将发射区扩散到基区的电子

8、收集到集电极。uCE>uBE，三极管处于放大状态。*特性右移(因集电结开始吸引电子)OiB/AuCE≥1时的输入特性具有实用意义。iBUCEiCUCCRBUBBcebRCV+V+A++mAUBE*uCE≥1V，特性曲线重合