模拟电子技术3.1半导体三极管(BJT).ppt

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1、3.1.1BJT的结构简介3.1.2BJT的电流分配与放大原理>3.1.3BJT的特性曲线3.1.4BJT的主要参数3.1半导体三极管（BJT）3.1.1BJT结构简介三极管的构造核心：一块有两个相互联系的PN结单晶；示意图如下发射区发射极，用E或e表示（Emitter）发射结(Je)基极，用B或b表示（Base）集电极，用C或c表示（Collector）集电区基区集电结(Jc)两种类型的三极管两种BJT类型NPN型和PNP型及其符号3.1.1BJT简介BJT制造工艺：合金法、扩散法按材料：硅三极管、锗三极管

2、按用途：高频管、低频管、功率管、开关管(国标)：国产三极管的命名方案3.1.1BJT简介BJT的分类BJT的外形图3.1.2BJT的电流分配与放大原理结构特点：•发射区的掺杂浓度最高；•集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；•基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低。管芯结构剖面图三极管的放大原理归结为外部条件：发射结正偏，集电结反偏内部机制：载流子传输发射区：发射载流子（IE）基区：载流子复合（IB’）与扩散集电区：收集扩散载流子（InC）并存在反向漂移电流（ICBO）载流子的传输过程3.1.2B

3、JT的电流分配与放大原理1.内部载流子的传输过程以上看出，三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)都参与导电，故称为双极型三极管。或BJT(BipolarJunctionTransistor)。（以NPN为例）载流子的传输过程通常inC>>ICBO为电流放大系数，与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，一般=0.90.992.电流分配关系3.1.2BJT的电流分配与放大原理iC=inC+ICBOiB=iB’-ICBOiE=iB+iC（1）三个电极电流总关系（2）基极电流传输系数由是另一个电流放大系数，同样，它

4、也与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关。一般>>1可得3.1.2BJT的电流分配与放大原理和所以（3）集电极电流放大系数（3）共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示;（2）共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。（1）共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；BJT的三种组态3.三极管的三种电路组态（原型电路）3.1.2BJT的电流分配与放大原理电压增益（电压放大倍数）电流增益互阻增益互导增益信号源负载3.放大作用简释（1）模拟信号的放大（补1.2.1）3.1.2BJT的电流分配与放大原理若vI

5、=20mV使当则电压放大倍数IBiE=-1mA，iC=iE=-0.98mA，vO=-iC•RL=0.98V，=0.98时，（2）共基极放大3.1.2BJT的电流分配与放大原理RLecb1k共基极放大电路VEEVCCVEBIEIC+-vI+vEBvO+-+iC+iEIB+iB+-+-bceRL1k共射极放大电路共射极放大电路VBBVCCVBEIBIEICvI+vBEvO+-+iC+iE+iBvI=20mV设若则电压放大倍数iB=20uAvO=-iC•RL=-0.

6、98V=0.98使（3）共射极放大3.1.2BJT的电流分配与放大原理两个条件（1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。（2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。思考1：可否用两个二极管相连构成一个三极管？思考2：可否将e和c交换使用思考2：外部条件对PNP管和NPN管各如何实现？IE=IB+ICIC=βIBIC=αIE综上所述，三极管的放大作用，是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。3.1.2BJT的电流分配与放大原理一组公式+-bce共射放大电路VBBV

7、CCvBEiCiB+-vCEiB=f(vBE)vCE=const(2)当VCE≥1V时，集电结进入反偏状态（∵VCB=VCE–VBE>0）；集电结收集电子，使基区复合减少，达到相同的IB需要更大VBE，表现为特性曲线右移。这是正常使用状态vCE=0VvCE=0VvCE1V(1)当VCE=0V时，相当于C和E短接，表现为PN结的正向伏安特性曲线。1.共射电路输入特性曲线3.1.3BJT的特性曲线①死区②非线性区③线性区(3)输入特性曲线分为三个部分3.1.3BJT的特性曲线饱和区：特征－IC明显受VCE控制

8、该区域内，一般VCE＜0.7V(硅管)。即处于发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。iC=f(vCE)iB=const输出特性曲线的三个区域截止区：特征－IC接近零该区域相当iB=0的曲线下方。此时，发射结反偏或正偏电压很小，集电结反偏。放大区：特征－IC平行于VCE轴该区域内，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏。2.共射电路输出特性曲线3.1.3BJT的特性曲线(1)共发射极直流电