半导体三极管极其基本放大电路.ppt

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1、4.1半导体三极管4.1.1BJT的结构简介4.1.2放大状态下BJT的工作原理4.1.3BJT的V－I特性曲线4.1.4BJT的主要参数9/5/20211东南大学计算机系双极型晶体管是由两个背靠背、互有影响的PN结构成的。在工作过程中两种载流子(自由电子和空穴)都参与导电，所以全名称为双极结型晶体管。或BJT(BipolarJunctionTransistor)双极结型晶体管有三个引出电极，人们习惯上又称它为晶体三极管或简称晶体管。4.1.1BJT的结构简介9/5/20212东南大学计算机系从晶体管的外形可看

2、出，其共同特征就是具有三个电极，这就是“三极管”简称的来历。9/5/20213东南大学计算机系基区发射区集电区发射极Emitter集电极Collector基极Base发射结(Je)集电结(Jc)PNPNPN4.1.1BJT的结构简介9/5/20214东南大学计算机系BECNNP基极发射极集电极基区：较薄，掺杂浓度低集电区：面积较大发射区：掺杂浓度较高9/5/20215东南大学计算机系BECNNPEBRBECIE基区空穴向发射区的扩散可忽略。IBE进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IBE，多数扩散到集

3、电结。发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。4.1.2放大状态下BJT的工作原理1.内部载流子的传输过程9/5/20216东南大学计算机系BECNNPEBRBECIE集电结反偏，有少子形成的反向电流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBOICEIBEICE从基区扩散来的电子作为集电结的少子，漂移进入集电结而被收集，形成ICE。9/5/20217东南大学计算机系IB=IBE-ICBOIBEIBBECNNPEBRBECIEICBOICEIC=ICE+ICBOICEIBE动画9/5/2021

4、8东南大学计算机系1、发射区向基区扩散电子的过程：由于发射结处于正向偏置，发射区的多数载流子自由电子将不断扩散到基区，并不断从电源补充进电子，形成发射极电流IE。2、电子在基区的扩散和复合过程：由于基区很薄，其多数载流子空穴浓度很低，所以从发射极扩散过来的电子只有很少一部分和基区空穴复合，剩下的绝大部分都能扩散到集电结边缘。3、集电区收集从发射区扩散过来的电子过程：由于集电结反向偏置，可将从发射区扩散到基区并到达集电区边缘的电子拉入集电区，从而形成较大的集电极电流IC。1.内部载流子的传输过程9/5/20219

5、东南大学计算机系2.电流分配关系根据传输过程可知IE=IB+IC(1)IC=ICE+ICBO(2)IB=IBE-ICBO(3)BECNNPEBRBECIEICBOICEICIBEIB9/5/202110东南大学计算机系定义通常IC>>ICBO则有所以硅:0.1A锗:10A为共基极电流放大系数，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0.99ICE与IBE之比称为共发射极电流放大倍数9/5/202111东南大学计算机系3.放大作用vI=20mViE=-1mARLecb1kV

6、EEVCCIBIEICVEB+vEB放大电路+iEii+-vI+iC+iBvO+-io图4.1.5共基极放大电路=0.98iC=iEvO=-iC•RLvO=0.98V非线性iC=-0.98mAiB=-20A电压放大倍数Ri=vI/iE=20输入电阻9/5/202112东南大学计算机系4.三极管（放大电路）的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，发射极作为公共电极，用CE表示；外部条件：发射结正偏，集电结

7、反偏9/5/202113东南大学计算机系5.共射极连接方式问题(1)：如何保证？发射结正偏VBE=VBBVBC=VBE-VCE<0问题(2)：信号通路？与共基有何区别？集电结反偏或VCE>VBE+vBE+iE+iC+iB+iE+vBE+vI+iB+iC+vO本质相同！但希望…vI=20mViB=20AiC=0.98mAvO=-0.98VRi=vI/iB=1k放大电路9/5/202114东南大学计算机系5.共射极连接方式IC与IB的关系：由的定义：即IC=IE+ICBO=

8、(IB+IC)+ICBO整理可得:令：IC=IB+(1+)ICBOIC=IB+ICEO（穿透电流）ICIBIE=IC+IB(1+)IB是共射极电流放大系数，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>>1（10～100）ICBO硅:0.1A锗:10A9/5/202115东南大学计算机系综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传