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时间:2022-08-01
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1、一.三极管的结构在制造时,根据不同的掺杂方式在同一个硅片上制造出三个掺杂区,并形成两个PN结,就构成三极管。当采用平面工艺时,三极管具有的结构特点如图。BEP型硅N型硅二氧化硅保护膜N型硅C几百微米几微米NPN型硅管的结构晶体三极管中有两种不同极性电荷的载流子参与导电,因此称为双极型三极管,简称BJT。CE发射区集电区基区集电结发射结NNP基极发射极集电极BNNCEBPCETBNPN型三极管的结构示意图和符号三极管制造工艺的特点是基区很薄而且杂质掺浓度很低,发射区掺杂浓度很高,集电区面积很大。符号中箭头的方向
2、表示发射结正偏时发射极电流的实际方向。一.三极管的结构CE发射区集电区基区P发射结P集电结N集电极发射极基极BBECPPNETCBPNP型三极管的结构示意图和符号一.三极管的结构实际中,NPN管多用硅制造,具有比较好的温度特性,应用较多,而PNP管多用锗制造,使用较少。二.三极管三个电极电流分配与电流放大作用1.三极管处于放大状态的工作条件放大是对模拟信号最基本的处理。在实际生产中,从传感器获得的电信号都很微弱,只有经过放大之后才能作进一步的处理,或者使之具有足够的能量来推动执行机构。mAAVVmAICEC
3、IBIERB+UBE+UCEEBCEB3DG100RP可以把三极管接成两个电路:基极电路和集电极电路,此时发射极是公共端,这种接法称为共射极接法。二.三极管三个电极电流分配与电流放大作用1.三极管处于放大状态的工作条件为使三极管有放大作用,还必须具备适当的外部条件,即发射结正偏、集电结反偏。BECNNPEBRBECRC对于NPN管要求发射结正偏VB>VE集电结反偏VC>VB对于PNP管要求发射结正偏VB4、AVVmAICECIBIERB+UBE+UCEEBCEB3DG100RP三极管电流放大的实验电路设EC=6V,改变可变电阻RP,则基极电流IB、集电极电流IC和发射极电流IE都发生变化,测量结果如表:二.三极管三个电极电流分配与电流放大作用2.各电极电流关系及电流放大作用IB(mA)IC(mA)IE(mA)0.020.040.060.080.100.701.502.303.103.900.721.542.363.184.00三极管电流测量数据(1)IE=IB+IC符合基尔霍夫定律(2)ICIB,IC5、IE(3)ICIB基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化,即为三极管的电流放大作用。二.三极管三个电极电流分配与电流放大作用3.三极管内部载流子的运动规律ICIBBECNNPEBRBECIEICE载流子运动(1)发射区向基区扩散电子对NPN型管,发射区自由电子浓度大,而基区自由电子浓度小,所以自由电子将从发射区向基区扩散。由于发射结处于正向偏置,发射区自由电子的扩散运动加强,不断扩散到基区,并从电源补充电子,形成发射极电流IE。基区空穴向发射区扩散形成的空穴电流很小,忽略不计。ICBO二.三极管6、三个电极电流分配与电流放大作用3.三极管内部载流子的运动规律ICIBBECNNPEBRBECIEICE载流子运动(2)电子在基区扩散和复合从发射区扩散到基区的自由电子将向集电结方向继续扩散,这个过程中,自由电子不断与基区中的空穴复合。电源EB不断补充被复合掉的空穴,形成电流IBE,基本上等于基极电流IB。基区很薄,掺杂浓度低,减少电子与空穴复合的机会,使绝大部分自由电子能扩散到集电结边缘。ICBO二.三极管三个电极电流分配与电流放大作用3.三极管内部载流子的运动规律ICIBBECNNPEBRBECIEICE载7、流子运动(3)集电区收集电子由于集电结反向偏置,可将从发射区扩散到基区并达到集电区边缘的自由电子拉入集电区,从而形成电流ICE,基本上等于集电极电流IC。同时集电区的空穴和基区的电子将向对方运动,形成电流ICBO,数值很小,但是受温度影响很大,并与外加电压大小关系不大。ICBO二.三极管三个电极电流分配与电流放大作用3.三极管内部载流子的运动规律ICIBBECNNPEBRBECIEICE载流子运动(3)集电区收集电子从发射区扩散到基区的电子中只有很小一部分在基区复合,绝大部分达到集电区。ICBO
4、AVVmAICECIBIERB+UBE+UCEEBCEB3DG100RP三极管电流放大的实验电路设EC=6V,改变可变电阻RP,则基极电流IB、集电极电流IC和发射极电流IE都发生变化,测量结果如表:二.三极管三个电极电流分配与电流放大作用2.各电极电流关系及电流放大作用IB(mA)IC(mA)IE(mA)0.020.040.060.080.100.701.502.303.103.900.721.542.363.184.00三极管电流测量数据(1)IE=IB+IC符合基尔霍夫定律(2)ICIB,IC
5、IE(3)ICIB基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化,即为三极管的电流放大作用。二.三极管三个电极电流分配与电流放大作用3.三极管内部载流子的运动规律ICIBBECNNPEBRBECIEICE载流子运动(1)发射区向基区扩散电子对NPN型管,发射区自由电子浓度大,而基区自由电子浓度小,所以自由电子将从发射区向基区扩散。由于发射结处于正向偏置,发射区自由电子的扩散运动加强,不断扩散到基区,并从电源补充电子,形成发射极电流IE。基区空穴向发射区扩散形成的空穴电流很小,忽略不计。ICBO二.三极管
6、三个电极电流分配与电流放大作用3.三极管内部载流子的运动规律ICIBBECNNPEBRBECIEICE载流子运动(2)电子在基区扩散和复合从发射区扩散到基区的自由电子将向集电结方向继续扩散,这个过程中,自由电子不断与基区中的空穴复合。电源EB不断补充被复合掉的空穴,形成电流IBE,基本上等于基极电流IB。基区很薄,掺杂浓度低,减少电子与空穴复合的机会,使绝大部分自由电子能扩散到集电结边缘。ICBO二.三极管三个电极电流分配与电流放大作用3.三极管内部载流子的运动规律ICIBBECNNPEBRBECIEICE载
7、流子运动(3)集电区收集电子由于集电结反向偏置,可将从发射区扩散到基区并达到集电区边缘的自由电子拉入集电区,从而形成电流ICE,基本上等于集电极电流IC。同时集电区的空穴和基区的电子将向对方运动,形成电流ICBO,数值很小,但是受温度影响很大,并与外加电压大小关系不大。ICBO二.三极管三个电极电流分配与电流放大作用3.三极管内部载流子的运动规律ICIBBECNNPEBRBECIEICE载流子运动(3)集电区收集电子从发射区扩散到基区的电子中只有很小一部分在基区复合,绝大部分达到集电区。ICBO
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