第2章 晶体三极管.ppt

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1、第二章晶体三极管2.1晶体三极管工作原理2.2晶体三极管伏安特性曲线2.3晶体三极管小信号电路模型2.4晶体三极管电路分析方法2.5晶体三极管应用原理半导体三极管,也叫晶体三极管。由于工作时,多数载流子和少数载流子都参与运行,因此,还被称为双极型晶体管(BipolarJunctionTransistor,简称BJT)。BJT是由两个PN结组成的。7/23/2021BJT的结构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)基区要制造得很薄且浓度很低。--NNP发射区集电区基区发射结集电结ecb发射极集电极基极--P

2、PN发射区集电区基区发射结集电结ecb发射极集电极基极BJT工作模式放大模式(Active,Amplifiermode)发射结正偏,集电结反偏饱和模式(Saturationmode)发射结正偏,集电结正偏截止模式(Cutoffmode)发射结反偏,集电结反偏2.1放大模式下BJT工作原理(NPN管)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7/23/2021(1)因为发射结正偏,所以发射区向基区注入电子,

3、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。一.BJT内部的内部载流子传输过程(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。动画演示二.电流传输方程三个电极上的电流关系:IE=IC+IB定义:1.IC与IE之间的关系:所以:其值的大小约为0.9~0.99。7/23/20212.

4、IC与IB之间的关系:所以:得:令:思考:ICEO的物理含义(P51)?三极管的三种连接方式共基级电流传输系数共射级电流放大系数2.2晶体三极管伏安特性曲线(共发射极接法)一、输入特性曲线簇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)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0.1V导通压降硅0.7V锗0.3V二、输出特性曲线簇iC=f(uCE)iB=con

5、st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。注意与P60图2-4-4的区别动画演示输出特性曲线可以分为三个区域:饱和区——iC受uCE显著控制的区域,该区域内uCE<0.7V。此时发射结正偏,集电结也正偏。截止区——iC接近零的区域,相当iB=0的曲线的下方。此时,发射结反偏,集电结反偏。放大区——曲线基本平行等距。此时,发射

6、结正偏,集电结反偏。该区中有:饱和区放大区截止区三.晶体三极管的主要参数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20~200之间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ICEO基极开路时,集电极到发射极间的电流——穿透电流。其大小与温度有关。(1)集电极基极间反向饱和电流ICBO发射极开路时,在其集电结上加反向电压,得到反向电流。它实际上就是一个PN结的反向电流。其大小与温度有关。锗管:

7、ICBO为A(10-6)数量级,硅管:ICBO为nA(10-9)数量级。++ICBOecbICEO3.极限参数Ic增加时,要下降。当值下降到线性放大区值的70%时,所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流ICM。(1)集电极最大允许电流ICM(2)集电极最大允许功率损耗PCM集电极电流通过集电结时所产生的功耗,PC=ICUCE(V)

8、CMBJT有两个PN结,其反向击穿电压有以下几种:①U(BR)EBO——集电极开

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