双极型半导体三极管

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1、2.1　双极型半导体三极管2.1.1三极管的结构2.1.2三极管的工作原理2.1.3三极管的伏安特性2.1.4三极管的主要参数三极管概述三极管概述两种载流子（空穴和自由电子）参与导电。通常简称为三极管、晶体管或BJT（即BipolarJunctionTransistor）。依靠一种载流子（多子）导电。依靠电场效应工作，故通常称为场效应管，简称FET（即FieldEffectTransistor）。双极型三极管单极型三极管半导体三极管半导体三极管常见外形2.1.1三极管的结构ECBNPN型结构特点

2、发射区掺杂浓度很高基区薄且掺杂浓度很低集电结面积大+ECBPNP型2.1.2三极管的工作原理三极管由两个PN结构成。根据PN结偏置方式的不同，三极管有四种工作状态：一、三极管的四种工作状态及其偏置条件当发射结正偏、集电结反偏时，工作于放大状态；当发射结和集电结均正偏时，工作于饱和状态；当发射结和集电结均反偏时，工作于截止状态。当发射结反偏、集电结正偏时，工作于倒置状态。实际常用的工作状态为前三种。1.偏置条件：发射结正偏、集电结反偏共发射极放大电路二、放大状态发射区向基区发射多子，其中极少部

3、分在基区复合形成电流IBN，而绝大部分被集电区收集形成电流ICN。IB=IBN–ICBOIBNIC=ICN+ICBOICNIC和IB由IE按一定比例分配得到。2.载流子运动规律与电流分配关系穿透电流IE=IC+IB通常用表示这种电流分配关系。称为共发射极直流电流放大系数，反映三极管的电流放大能力。二、放大状态续若VBB有增量ΔVBB，则UBE变为（UBE＋ΔUBE）；IE变化为（IE＋ΔIE）；根据分配比例，IB、IC分别变为（IB＋ΔIB）和（IC＋ΔIC）。定义：3.电流放大的原理β称为

4、共发射极交流电流放大系数二、放大状态续其值通常在20~200之间，因此输出电流信号ΔIC远大于输入电流信号ΔIB，三极管具有电流放大作用。－放大状态下，ββ且几乎为常数，一般不加区分。集电结正偏不利于集电区收集电子，发射区扩散到基区的电子中将有较多的在基区复合形成IB，IC不像放大状态时那样按比例得到，将失去电流放大能力。1.偏置条件：发射结和集电结均正偏二、饱和状态2.工作原理二、饱和状态续饱和压降用UCES表示，对NPN型硅管UCES0.3VC、E之间压降很小等效为开关合上三极管不具有放

5、大作用3.工作特点三、截止状态1.偏置条件：发射结和集电结均反偏IB0、IC0、IE0，三极管不具有放大作用，集射极间等效为开关断开2.工作特点：三极管主要作用：放大实现放大的条件：内部条件：发射区高掺杂，基区很薄且低掺杂，集电结面积较大。外部条件：发射结正偏，集电结反偏。放大原理：发射区向基区发射多子，其中的极少部分在基区复合形成电流IB，而绝大部分被集电区收集形成电流IC，电流分配关系为ICβIB。β很大，因此当IB有微小的变化ΔIB时，IC相应地就有较大的变化ΔIC=βΔIB，从而

6、实现了电流放大作用。*小结*小结*小结三极管常用工作状态：放大、饱和、截止。工作于哪种状态由发射结和集电结的偏置方式决定。只有在放大状态才有放大作用，饱和时C、E之间近似为开关合上，截止时C、E之间近似为开关断开。NPN硅管的典型输入特性曲线2.1.3三极管的伏安特性一、输入特性iCRCVCCiBIERB+uBE+uCEVBBCEB++当uCE1V时，输入特性曲线基本重合。导通电压UBE(on)硅管：(0.60.8)V锗管：(0.20.3)V取0.7V取0.2VNPN硅管的典型输出

7、特性曲线二、输出特性饱和区特点：靠近纵轴，IC基本不受IB控制，而随着UCE减小迅速减小。UCES：NPN硅管0.3V，NPN锗管0.1ViCRCVCCiBIERB+uBE+uCEVBBCEB++放大区特点：特性曲线几乎与横轴平行且间隔均匀。因此具有恒流输出和电流线性放大特点。IC=IB二、输出特性iCRCVCCiBIERB+uBE+uCEVBBCEB++NPN管的典型输出特性曲线截止区特点：靠近横轴，IB0的区域，IC0二、输出特性iCRCVCCiBIERB+uBE+u

8、CEVBBCEB++由IB=0曲线可读得IC=ICEO的值工程上，通常将UCE=0.3V作为NPN型硅管放大和饱和的分界线，即认为：当UCE≤0.3V时NPN型硅管工作于饱和状态，当UCE>0.3V时则工作于放大状态。讨论：怎样区分是放大导通还是饱和导通？*讨论：为何放大区的输出曲线略向上倾斜？由于uCE＝uCB＋uBE而uBE基本不变，因此当uCE增大时，uCB随之增加，使集电结变宽，基区宽度减小，基区内载流子的复合机会减小，若要维持相同的iB，就要求发射区发射更多的多子到基区，因此iC