三极管说课材料.ppt

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1、第6章常用半导体器件6.2三极管半导体三极管，也叫晶体三极管。具有电流放大作用。晶体三极管是通过一定工艺，将两个靠得很近并且背对背排列PN结结合在一起的器件，它是由自由电子与空穴作为载流子共同参与导电的，因此晶体三极管也称为双极型晶体管(BipolarJunctionTransistors)，简称BJT。三端器件，应用时易于控制；用来实现受控源，它是放大器设计的基础。一.BJT的结构和符号NPN型PNP型符号: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(μm级)且浓度很低。（3）集电结的面积

2、大于发射结面积。--NNP发射区集电区基区发射结集电结ecb发射极集电极基极--PPN发射区集电区基区发射结集电结ecb发射极集电极基极文字符号:VT、T三极管在工作时要加上适当的直流偏置电压。若在放大工作状态：发射结正偏：+UCE－＋UBE－＋UCB－集电结反偏：由VBB保证由VCC、VBB保证UCB=UCE-UBE>0共发射极接法c区b区e区正偏电压：硅管0.6~0.8V,锗管0.1~0.3V反偏电压：硅管,锗管都是：几伏特至几十伏特1、BJT的工作电压二．BJT的工作状态（NPN管）(a)NPN型(b)PNP型三极管共发射极

3、电源接法（1）因为发射结正偏，所以发射区向基区注入电子，形成了扩散电流IEN。同时从基区向发射区也有空穴的扩散运动，形成的电流为IEP。但其数量小，可忽略。所以发射极电流IE≈IEN。（2）发射区的电子注入基区后，变成了少数载流子。少部分遇到的空穴复合掉，形成IBN。所以基极电流IB≈IBN。大部分到达了集电区的边缘。2．BJT内部的载流子传输过程（3）因为集电结反偏，收集扩散到集电区边缘的电子，形成电流ICN。另外，集电结区的少子形成漂移电流ICBO。3.1直流电流分配关系三个电极上的电流关系:IE=IC+IB≈IC定义：(1)

4、IC与IE之间的关系:所以:其值的大小约为0.9～0.99。3．BJT的电流放大作用(2)IC与IB之间的关系：联立以下两式：得：所以：得：令：3.2BJT的电流放大作用直流电流放大倍数交流电流放大倍数对于性能良好的三极管,β≈β平，因β平不予处理，在应用是可用β平的数值作为β的数值。三极管电流测量数据（1）直流电流分配关系（2）电流放大作用4.BJT的伏安特性曲线（共发射极接法）(1)输入特性曲线iB=f(uBE)uCE=const（1）uCE=0V时，相当于两个PN结并联。（3）uCE≥1V再增加时，曲线右移很不明显。（2）

5、当uCE=1V时，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，所以基区复合减少，在同一uBE电压下，iB减小。特性曲线将向右稍微移动一些。死区电压硅0.5V锗0.2V导通压降硅0.7V锗0.3V输入特性曲线是指三极管c-b间的电压UCE为某一定值时，输入回路中基极电流iB和发射结偏压uBE之间的关系曲线。(2)输出特性曲线iC=f(uCE)iB=const现以iB=60uA一条加以说明。（1）当uCE=0V时，因集电极无收集作用，iC=0。（2）uCE↑→Ic↑。（3）当uCE＞1V后，收集电子的能力足够强。这时，发射到基区的电子都被集

6、电极收集，形成iC。所以uCE再增加，iC基本保持不变。同理，可作出iB=其他值的曲线。输出特性曲线是指三极管基极电流iB为某一固定值时，输出端集电极极电流iC和集电极-发射极间的电压偏压uCE之间的关系曲线。iB不同曲线不同，曲线族。输出特性曲线可以分为三个区域:截止区——iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时，uBE低于死区电压，iB=0，三极管无放大作用，。iC=0,c、e之间相当于断开，呈现高阻，这时uCE≈uCC三极管截止的条件是：发射结反偏，集电结反偏。截止区饱和区—iC受uCE显著控制的区域，该区域内uCE

7、＜0.7V。此时，uBE高于导通电压，iB较大，三极管无放大作用，。iC达到饱和,不受iB控制，c、e之间相当于闭合，呈现低阻，这时饱和管压降uCES很小三极管饱和的条件：发射结正偏（大于0.7V），集电结也正偏。放大区——曲线基本平行等距。三极管具有放大特性，iC受iB控制。三极管放大的条件：发射结正偏，集电结反偏。该区中有：饱和区放大区三.BJT的主要参数1.电流放大系数（2）共基极电流放大系数：iCE△=20uA(mA)B=40uAICu=0(V)=80uAI△BBBIBiIBI=100uACBI=60uAi一般取20~20

8、0之间通常用的在60~100之间系数太大，工作性能不稳定2.31.5（1）共发射极电流放大系数：2.极间反向电流（2）(集电极发射极间的)穿透电流基极开路时，集电极和发射极间的反向电流—穿透电流。ICEO越小三极管性能越稳定。ICEO大小随温度升高