三极管MOS管原理(很详细).pdf

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1、双极型晶体管双极型晶体管又称三极管。电路表示符号：BJT。根据功率的不同具有不同的外形结构。双极型晶体管的几种常见外形（a）小功率管（b）小功率管（c）中功率管（d）大功率管1一.基本结构由两个掺杂浓度不同且背靠背排列的PN结组成，根据排列方式的不同可分为NPN型和PNP型两种,每个PN结所对应区域分别称为发射区、基区和集电区。C集电极集电极CNPN型NPPNP型BPBN基极N基极PE发射极发射极E2CICCICBBIBIIBEEEIENPN型三极管PNP型三极管制成晶体管的材料可以为Si或Ge。3集电区：C集电极面积较大N基区：较薄，BP掺杂浓度低基极N发射区

2、：掺E杂浓度较高发射极4C集电极BJT是非线性元集电结件，其工作特性与其N工作模式有关：BP当EB结加正偏,CB结基极N发射结加反偏时,BJT处于放大模式;E发射极当EB结和CB结均加正偏时,BJT处于饱和模式;当EB结加零偏或反偏、CB结加反偏时,BJT处于截止模式。BJT主要用途是对变化的电流、电压信号进行放大，饱和模式和截止模式主要用于数字电路中。5二.电流放大原理•以NPN型BJT为例讨论•，其结论同样适用于•PNP型BJT，不同的是•外加电压与前者相反。•输入回路•工作的基本条件：•输出回路•EB结正偏；•共射极放大电路•CB结反偏。•VCC>VBB>

3、VEE6BJT的放大作用可表现为：用较小的基极电流控制较大的集电极电流，或将较小的电压按比例放大为较大的电压。1．BJT内部载流子运动•a)．EB结加正偏,扩散运动形成IE。b)．扩散到基区的自由电子与空穴复合形成IB。•c)．CB结加反偏,漂移运动形成IC。7C基区空穴向发射区RC的扩散可N忽略。BECPIBEN发射结正RB偏，发射EI区电子不E进入P区的电子少部断向基区分与基区的E空穴复扩散，形合，形成电流BI，BE成发射极多数扩散到集电结。电流IE。8ICBO：发射极开路时集电结反向饱和电流ICEO：基极开路时集电极与发射极在VCC反偏作用下的电流，称为穿

4、透电流。分析时可忽略，但可反映BJT的质量。I=I+I»ICCECBOCEC集电结反偏，有从基区扩散少子形成的反向I来的电子作ICBOCEN电流ICBO。B为集电结的P少子，E漂移C进入集电结IBEN而被收集，RB形成I。CEEIEEB9I=I+I»ICCECBOCECIB=IBE-ICBO»IBEICBOICENBPECIBIBENRBEIEEB102.电流分配关系忽略对极间电流影响较小的电子和空穴运动形成的电流，BJT中电流关系为：IE=IC+IB3.BJT电流放大系数共射极直流电流放大系数:¦Â≈IC/IB∴IE≈(1+¦Â)IB共射极交流电流放大系数:¦

5、Â≈△iC/△iB¦Â≈¦Â，¦Â由BJT制造时材料掺杂浓度决定。11三.特性曲线ICmAIBRCmAECRVVUBUBECE输入回路输出回路EB实验线路121.输入特性UCE=0.5VUCE=0VI(mA)BUCE³1V8060工作压降：硅管死区电40UBE»0.6~0.7V,锗管压，硅管UBE»0.2~0.4V。0.5V，锗20管0.2V。U(V)BE0.40.8132.输出特性当U大于一I(mA)CEC此区域满定的10数0m值A时，4I只与I有关，足I=ICBCB3IC=8I0Bm。A称为线性区（放大60mA区）。240mA120mAI=0B36912

6、U(V)CE14I(mA)C此区域中UC1E0<0UmBAE,4集电结正偏，3IB>IC，UCE≤800m.A3V称为饱和区。60mA240mA120mAI=0B36912U(V)CE15I(mA)C此1区00域m中A:4I=0,I=I,BCCEO80mA3U<死区电BE压，60称mA为截2止区。40mA120mAI=0B36912U(V)CE16输出特性三个区域的特点:(1)放大区：发射结正偏，集电结反偏。即：IC=IB,且DIC=DIB(2)饱和区：发射结正偏，集电结正偏。即：UCEIC，UCE≤0.3V(3)截止区：UBE<死区电压

7、，IB=0，IC=ICEO»017电路共基极直流电流放大系数:¦Á≈IC/IE∵IE=IC+IB=IC/¦Á∴IC/IB=¦Á/（1-¦Á）=¦Â或¦Á=¦Â/(1+¦Â)共基极交流电流放大系数:¦Á≈△iC/△I且¦Á≈¦Á18对共集电极电路有IE≈¦ÂIB+IB=(1+¦Â)IB故共集电极电路又称为电流放大器或电压跟随器。19四.BJT的主要参数1.电流放大系数a)对共射极电路接法:β≈IC/IB≈△iC/△iB≈β实际电路使用时一般采用β=30~80的BJT作为放大管。b)对共基极电路接法:α≈IC/IE≈△iC/△iE≈α202.极间反向电流a)C-B极

8、反向饱和电流ICBO硅管