微电子学概论 课件.ppt

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1、微电子学概论第二章2.4双极型晶体管2.4双极型三极管1.晶体管的结构和类型有NPN和PNP两种结构类型。核心部分都是两个PN结。3AX313DG63AD6(a)外形示意图1.晶体管的结构和类型NNPcbeSiO2绝缘层(b)NPN硅管结构图NcbePN型锗铟球铟球(c)PNP锗管结构图1.晶体管的结构和类型PNP型c集电极b基极集电区PN基区发射区P集电结发射结e发射极(a)PNP型ebc1.晶体管的结构和类型NPN型c集电极b基极集电区NP基区发射区N集电结发射结e发射极(b)NPN型ebc1.晶体管的

2、结构和类型三极管在结构上的两个特点：(1)掺杂浓度：发射区>>集电区>>基区；(2)基区必须很薄。2.晶体管的电流分配关系和放大作用内部条件外部条件发射结正偏，集电结反偏。电路接法：共基接法。NPNVEEVCCiBRcReiEiCbec共射接法。RbVBBVCCRciBiCbecNPNuBEuCEiEuBC+++－－－2.晶体管的电流分配关系和放大作用⑴晶体管内部载流子的运动发射区向基区注入电子的过程电子在基区中的扩散过程电子被集电极收集的过程iBiCiEVCCVBBRbNPN(a)载流子运动情况iB’iEi

3、CnICBOiEiBRbVBBVCCiC(b)各极电流分配情况晶体管中的电流iEniEpiB’iCnICBO⑵晶体管的电流分配关系CBOBB'Iii-=CBOCnCIii+=CBEiii+=iB’iEiCnICBOiEiBRbVBBVCCiC(b)各极电流分配情况Cni=bBi,iCn=bBi,令=Bi,CnCCBOIii+=+CBOI=bCBOI+CBOI+Bibb⑵晶体管的电流分配关系令：系数代表iB对iC的控制作用的大小，越大，控制作用越强。⑵晶体管的电流分配关系电流iC由两部分组成：一部分是ICEO，

4、它是iB=0时流经集电极与发射极的电流，称为穿透电流。另一部分是，它表示iC中受基极电流iB控制的部分。⑶晶体管的放大作用晶体管放大作用的本质：iB对iC或iE对iC的控制作用。⑷关于PNP型晶体管PNP管与NPN管之间的差别：(1)电压极性不同。(2)电流方向不同。VBBVCCbceiBiCiE(a)NPN型VBBVCCbceiBiCiE(b)PNP型NPN型和PNP型晶体管电路的差别3.晶体管的特性曲线晶体管特性曲线是表示晶体管各极间电压和电流之间的关系曲线。bceiBiEiCuBCuCEuBE+-+-+

5、-NPN型晶体管的电压和电流参考方向iC+iB=iEuCE=uBE－uBC通常是以发射极为公共端，画出iC、iB，uCE和uBE四个量的关系曲线，称为共射极特性曲线。μAVVmAiBiCVBBRW1RbRW2VCCuCE+uBE-+-测量NPN管共射特性曲线的电路图⑴共射输入特性uCE为一固定值时，iB和uBE之间的关系曲线称为共射输入特性，即iB(mA)uBE(V)0.20.40.60.80.020.040.060.080uCE=0V1V5V3DG4的输入特性20℃输入特性有以下几个特点：当uCE=0时，输

6、入特性曲线与二极管的正向伏安特性曲线形状类似。μARW1VBBbecVuBE+-iBuCE=0时的晶体管uCE增加，特性曲线右移。uCE≥1V以后，特性曲线几乎重合。uCE≥1V以后，基区中集电结边界处的电子浓度很低。与二极管的伏安特性相似uBE

7、(V)iB(mA)00.10.20.30.40.040.080.120.16uCE=0V-6V3AX1的输入特性⑴共射输入特性⑵共射输出特性iB为固定值时，iC和uCE之间的关系曲线称为共射输出特性，即(a)3AX1的输出特性iC(mA)-uCE(V)iB=00.02mA0.04mA0.06mA0.08mA0.10mA0.12mA0.14mA0.16mA0.18mA放大区截止区饱和区2046820℃2681012晶体管的输出特性iC(mA)uCE(V)iB=00.2mA20℃0.4mA0.6mA0.8mA1.

8、0mA放大区饱和区100203040(b)3DG4的输出特性510152025303550⑵共射输出特性截止区:指iB≤0，uCE>uBE的工作区域。在这个区域中，电流iC很小，基本不导通，故称为截止区。工作在截止区时，晶体管基本失去放大作用。(a)3AX1的输出特性iC(mA)-uCE(V)iB=00.02mA0.04mA0.06mA0.08mA0.10mA0.12mA0.14mA0.16mA0.