双极型晶体管及其(I)

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1、第2章半导体三极管及其电路分析2.1双极型半导体三极管2.2三极管基本应用电路及其分析2.3单极性半导体三极管及其电路分析§2.1双极型半导体三极管晶体管的几种常见外形(SemiconductorTransistor)半导体三极管(晶体管，双极型晶体管)与二极管的主要区别是它具有电流放大作用，而二极管没有。因而三极管应用更加广泛。§2.1.1晶体管的结构及类型NNP发射极E基极B集电极C发射结集电结—发射区—集电区emitterbasecollectorNPN型ECB三极、两结、三区。一.结构:基区ECBPNP型集电极PPNEBC基极发射

2、极发射结集电结按材料分：硅管、锗管按结构分：NPN、PNP按使用频率分：低频管、高频管按功率分：小功率管<500mW中功率管0.51W大功率管>1W二.分类:§2.1.2晶体管的工作原理一、半导体三极管正常放大的条件(1)内部条件:管芯结构剖面图发射区掺杂浓度高基区薄且掺杂浓度低集电结面积大(2)外部条件:发射结集电结发射结正偏，集电结反偏。二、三极管的三种连接方式(1)三极管在组成放大电路时，一般是组成两端口网络，即一端是输入端另一端是输出端。①共发射极接法②共集电极接法③共基极接法信号源负载(2)三种连接方式uiuoCEBECBui

3、uoECBuiuo共发射极共集电极共基极三、三极管内部载流子的传输过程1.发射区向基区注入多子电子，形成发射极电流IE。IEIBN(2)其余电子扩散到集电结边沿。2.注入电子在基区中的复合与扩散(基区空穴运动因浓度低而忽略)(1)注入电子中有极少部分与空穴复合。部分电子与基区空穴复合形成IBN。结果:(三极管内部载流子的传输过程)ICNIEIBNICBOIBIC由于VBB的作用，电子与空穴的复合运动将源源不断地进行，形成基极电流IB。基区空穴来源基极电源提供(IB)集电区少子漂移(ICBO)IBNIB+ICBOIB=IBN–ICBO即：

4、3.集电区收集扩散过来的电子形成集电极电流ICIC=ICN+ICBO四.三极管的电流分配关系IB=IBNICBOIC=ICN+ICBO(1)当管子制成后，发射区载流子浓度、基区宽度、集电结面积等确定，故电流的比例关系确定。(2)电流放大系数注入基区的电子在基区中扩散的电子数与复合的电子数的比例关系就基本确定。将这个“比值”称为:共发射极电流放大系数:五、晶体管的放大作用现象：Ui的微小变化引起输出Uo的很大的变化ebc三极管放大本质：电流的放大。(变化量的放大)利用三极管的电流放大特性实现电压放大作用。§2.1.3晶体管的特性曲线一、共

5、射输入特性：与二极管特性相似BJT特性曲线:是在伏安平面上作出的反映晶体管各极电流电压关系的曲线。RCVCCiBIERB+uBE+uCEVBBCEBiC++特性右移.特性基本重合(电流分配关系确定)iBRB+uBEVBB+O导通电压UBE(on)硅管：(0.60.8)V锗管：(0.20.3)V取0.7V取0.2VVBB+RBBE右移二、共射输出特性曲线截止区：条件：两个结均反偏4321iC/mAuCE/V50µA40µA30µA20µA10µAIB=0O2468ICEO截止区IB0IC=IE=ICEO02.放大区条件

6、：4321iC/mAuCE/V50µA40µA30µA20µA10µAIB=0O2468ICEO截止区放大区发射结正偏,集电结反偏特点:①基极电流iB对集电极电流iC有很强的控制作用，即iB有很小的变化量ΔiB时，iC就会有很大的变化量ΔiC。共发射极交流电流放大系数反映在特性曲线上，为两条不同iB曲线的间隔②uCE在很大范围内变化时基本不变。因此，当iB一定时，集电极电流具有恒流特性。iC的恒流特性4321iC/mAuCE/V50µA40µA30µA20µA10µAIB=0O2468ICEO截止区放大区iC3.饱和区：uCEuBEuC

7、B=uCEuBE0条件：两个结均正偏特点：iC<iB4321iC/mAuCE/V50µA40µA30µA20µA10µAIB=0O2468ICEO截止区放大区饱和区e结和c结均处于正偏的区域为饱和区。iC2iC1通常把uCE=uBE(即c结零偏)的情况称为临界饱和，对应点的轨迹为临界饱和线。uCE=0.3VuCE=uBE深度饱和时：0.3V(硅管)UCE(SAT)=0.1V(锗管)★1.三极管的放大状态：PNP管：UCB﹤0，UBE﹤0或UC＜UB＜UE且UEB＝管压降发射结正偏，集电结反偏即满足下列电压关系：NPN管：UCB﹥0，

8、UBE﹥0或UC＞UB＞UE且UBE＝管压降三.三极管工作状态分析及偏置电路2.工作状态的判断:(a)(b)晶体管损坏NPN,放大,锗管(c)NPN，截止(d)PNP，饱和习题：2.4【例1