三极管内部结构及放大原理.ppt

三极管的内部结构和放大原理 授课人 二极管的内部结构 由以前所学知识可知二极管内部是由一块N型半导体和一块P型半导体构成 N型半导体中电子浓度高 P型半导体中空穴浓度高 在N型半导体和P型半导体的结合处形成了一个内电场 内电场方向由N型半导体指向P型半导体 三极管的内部结构 我们将二极管的P型半导体做薄 并再结合一个体积更大的N型半导体 且P型半导体和第二个N型半导体的掺杂浓度很低 于是我们就得到了一个NPN型三极管的内部结构 三极管内部有两个PN结 但第二个PN结与普通的PN结不相同 因为P型半导体和N型半导体的掺杂浓度都很低 三极管的工作原理 我们定义三个半导体依次为三极管的发射区 基区和集电区 将第一个PN结称为发射结 发射结正偏 第二个PN结称为集电结 集电结反偏 电子是反向电场运动 正偏时外电场会削掉内电场的作用力使发射区的电子继续向基区扩散 同时电源负极源源不断提供电子 电子的流向 基区半导体很薄 除少部分被第一个电源正极吸收外 绝大部分电子穿过基区 第二个PN结反偏 外电场叠加在内电场上 增强内电场作用力 对电子更具作用力 使更多的电子扩散到集电区 然后被第二个电源的正极吸收 三极管电流分配关系 将三极管三个区各自引一根引脚出来 依次构成了三极管的三个极 发射极 基极和集电极 分别用字母E B和C表示 电子运动的方向与电流的方向相反 于是回路中有三部分电流 射极电流IE 基极电流IB和集电极电流Ic 电流流向如图中所示 三极管各极性电流的分配关系 从发射极流向基极并被第一个电源正极吸收的电子数量少 而穿透过基区流向集电极并被第二个电源正极吸收的电子数量多 但流向基极的电子和流向集电极的电子都是从发射极扩散出去的 电子流量的大小反映了电流的大小 因此射极电流是总电流 即IE IB IC 三极管的电流分配关系 我们知道流向三极管集电极的电子要比流向基极的电子量大 因此集电极电流要比基极电流大 实际上 三极管的集电极电流不仅比基极电流大很多 而且他们之间呈倍数关系 我们将这个倍数用符号 表示 则存在下列等式IC IB如果将发射极电流比作水管中的水流 基极电流比作水龙头 集电极电流比作从水龙头里放出来的水流 则龙头拧的越紧 龙头里出来的水流量就越小 龙头拧的越松 龙头里出来的水流量就越大 三极管的电流分配关系 通过调节水龙头来控制出水的流量 在三极管的基极串联一个滑动变阻器 同时在集电极端也增加一个偏置电阻 通过调节滑动变阻器改变基极电流IB的大小 由于集电极电流与基极电流呈倍数关系 故集电极电流IC也会随之变化 三极管放大的倍数 IC IB 其中 是一个放大倍数 可以为20 30 50等等 如 60时 IB增大时 IC相应增大60倍 IB减小时 IC相应减小60倍 因此IC随着IB的增大呈倍数的增大 随IB的减小呈倍数的减小 三极管的放大要求 三极管作为放大元器件时 需满足以下条件 内部结构条件 1 发射区掺杂浓度较大 以利于发射区向基区发射载流子2 基区很薄 掺杂少 这样载流子易于通过3 集电区比发射区体积大且掺杂少 利于收集载流子外部条件 发射结正偏 集电结反偏 总结 1 三极管能放大电流有内部结构要求和外部PN结偏置要求2 三极管电流服从下列等式关系IE