2019年 第2章晶体三极管ppt课件.ppt

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1、第2章　晶体三极管2.1　放大模式下晶体三极管的工作原理2.2　晶体三极管的其他工作模式2.3　埃伯尔斯—莫尔模型2.4　晶体三极管伏安特性曲线2.5　晶体三极管小信号电路模型2.6　晶体三极管电路分析方法2.7　晶体三极管的应用原理1概述三极管结构及电路符号发射极E基极BPNN+集电极C发射极E基极BNPP+集电极CBCEBCE发射结集电结2三极管三种工作模式发射结正偏，集电结反偏。放大模式：发射结正偏，集电结正偏。饱和模式：发射结反偏，集电结反偏。截止模式：注意：三极管具有正向受控作用，除了满足内部结构特点外，还必须满足放大模式的外部工作条件。三极管内部结构特点1)发射区高掺杂。2

2、)基区很薄。3)集电结面积大。32.1　放大模式下三极管工作原理2.1.1　内部载流子传输过程PNN+-+-+V1V2R2R1IEnIEpIBnICnICBOIEIE=IEn+IEpICIC=ICn+ICBOIBIB=IEp+IBn-ICBO=IEp+(IEn-ICn)-ICBO=IE-IC4发射结正偏：保证发射区向基区发射多子。发射区掺杂浓度>>基区：减少基区向发射区发射的多子，提高发射效率。基区的作用：将发射到基区的多子，自发射结传输到集电结边界。基区很薄：可减少多子传输过程中在基区的复合机会，保证绝大部分载流子扩散到集电结边界。集电结反偏、且集电结面积大：保证扩散到集电结边界的载

3、流子全部漂移到集电区，形成受控的集电极电流。5三极管特性——具有正向受控作用即三极管输出的集电极电流IC，主要受正向发射结电压VBE的控制，而与反向集电结电压VCE近似无关。注意：NPN型管与PNP型管工作原理相似，但由于它们形成电流的载流子性质不同，结果导致各极电流方向相反，加在各极上的电压极性相反。V1NPP+PNN+V2V2V1+-+--+-+IEICIBIEICIB6观察输入信号作用在哪个电极上，输出信号从哪个电极取出，此外的另一个电极即为组态形式。2.1.2　电流传输方程三极管的三种连接方式——三种组态BCEBTICIEECBETICIBCEBCTIEIB(共发射极)(共基极

4、)(共集电极)放大电路的组态是针对交流信号而言的。7共基极直流电流传输方程BCEBTICIE直流电流传输系数：直流电流传输方程：共发射极直流电流传输方程ECBETICIB直流电流传输方程：其中：8的物理含义：表示，受发射结电压控制的复合电流IBn，对集电极正向受控电流Icn的控制能力。若忽略ICBO，则：ECBETICIB可见，为共发射极电流放大系数。9ICEO的物理含义：ICEO指基极开路时，集电极直通到发射极的电流。∵IB=0IEPICBOICnIEn+_VCENPN+CBEICEOIB=0∴IEp+(IEn-ICn)=IE-ICn=ICBO因此10三极管的正向受控作用，服从

5、指数函数关系式：2.1.3　放大模式下三极管的模型数学模型(指数模型)IS指发射结反向饱和电流IEBS转化到集电极上的电流值，它不同于二极管的反向饱和电流IS。式中11放大模式直流简化电路模型电路模型VBE+-ECBEICIBIBECBETICIB共发射极直流简化电路模型VBE(on)ECBEICIBIB+-VBE(on)为发射结导通电压，工程上一般取：硅管VBE(on)=0.7V锗管VBE(on)=0.25V12三极管参数的温度特性温度每升高1C，/增大(0.51)%，即温度每升高1C，VBE(on)减小(22.5)mV，即温度每升高10C，ICBO增大一倍，即1

6、3PNN+V1V2R2R12.2　晶体三极管的其他工作模式2.2.1　饱和模式(E结正偏，C结正偏)-+IFFIF+-IRRIRIE=IF-RIRICIC=FIF-IRIE结论：三极管失去正向受控作用。14饱和模式直流简化电路模型ECBETICIB共发射极通常，饱和压降VCE(sat)硅管VCE(sat)0.3V锗管VCE(sat)0.1V电路模型VBE+-ECBEICIB+-VCE(sat)直流简化电路模型VBE(on)ECBEICIB+-+-VCE(sat)若忽略饱和压降，三极管输出端近似短路。即三极管工作于饱和模式时，相当于开关闭合。152.2.2　截止模式(E结反偏

7、，C结反偏)若忽略反向饱和电流，三极管IB0，IC0。即三极管工作于截止模式时，相当于开关断开。ECBETICIB共发射极电路模型VBE+-ECBEICIB截止模式直流简化电路模型直流简化电路模型ECBEIC0IB0162.3　埃伯尔斯—莫尔模型埃伯尔斯—莫尔模型是三极管通用模型，它适用于任何工作模式。IE=IF-RIRIC=FIF-IR其中ECBIEIFRIRICFIFIRIB172.4　晶体三极管伏安特性曲线伏安特性曲线是三