半导体晶体管最新PPT课件

1、半导体器件半导体器件-晶体管晶体管 1.3 1.3 晶体管晶体管 1.3.1 1.3.1 晶体管的结构、分类及基本特性晶体管的结构、分类及基本特性 1 1 晶体管的结构和分类晶体管的结构和分类 晶体管有三个电极，通俗来讲，晶体管内部为由P型半导体和 N型半导体组成的三层结构,由两个PN结组成，根据分层次序分为 NPN型和PNP型两大类。 晶体管内部结构示意图 c 半导体器件半导体器件-晶体管晶体管 2 2 晶体管的三种连接方式晶体管的三种连接方式 因为放大器一般为4端网络，而晶体管只有3个电极，所以 组成放大电路时，有一个电极作为输入与输出信号的公共端。 根据所选公共端电极的不同，有以下三种连

2、接方式:共基极、共 发射极和共集电极。 晶体管的三种连接方式 半导体器件半导体器件-晶体管晶体管 3 3 晶体管的电流放大作用晶体管的电流放大作用 (1)(1)晶体管实现放大的结构要求是：晶体管实现放大的结构要求是： 发射区高掺杂，多数载流子自由电子的浓度远大于基区多数载 流子空穴的浓度。 基区做的很薄，通常只有几微米到几十微米，而且是低掺杂。 集电极面积大，以保证尽可能收集到发射区发射的电子。 (2)(2)晶体管实现放大的外部条件是：晶体管实现放大的外部条件是： 外加电源的极性应使发射结处于正向偏置状态；集电结处于 反向偏置状态。 (3)(3)晶体管内部载流子的运动规律和电流放大晶体管内部载

3、流子的运动规律和电流放大 发射区向基区扩散电子 电子在基区扩散和复合 集电区收集从发射区扩散过来的电子 半导体器件半导体器件-晶体管晶体管 (4)(4)电流分配电流分配 集电极电流：IC=ICn+ICBOICn=IB 发射极电流：IE=IEn+IEpIEn=ICn+IBn=IC+IB=(1+)IB 基极电流： IB=IBn-ICBOIBn 晶体管各极电流的关系 半导体器件半导体器件-晶体管晶体管 1.3.2 1.3.2 晶体管的特性曲线晶体管的特性曲线 当UCE不变时，输入回路中的电流与IB与电压UBE之间的关系 曲线称为输入特性曲线，即 常数 CE U BEB UfI)( 其中UCE0V的那

4、一条相当于发射结的 正向特性曲线。当UCE 1V时，UCB= UCEUBE0，集电结已进入反偏状态， 开始收集电子，使基区复合减少，IC / IB增大，特性曲线将向右稍微移动 一些。但UCE再增加时，曲线右移很不 明显。因为UCE1V时，集电结已把绝 大多数电子收集过去，收集电子数量 不再明显增大。工程实践上，就用UCE 1V的输入特性曲线代替UCE 1V以后 的输入特性曲线。 共发射极接法的输入特性曲线 1 输入特性曲线 半导体器件半导体器件-晶体管晶体管 2 输出特性曲线 当IB不变时，输出回路中的电流IC与电压UCE之间的关系曲线 称为输出特性，即 共射极接法输出特性曲线 通常把输出特性

5、曲线分为三个工作区： (1)截止区 IC接近零的区域（即IB0的区 域），相当IB=0的曲线的下方。在截止区， 集电结和发射结均处于反向偏置 (2)放大区 IC平行于UCE轴的区域，曲线基 本平行等距。此时，发射结正偏，集电结 反偏 (3)饱和区 在靠近纵轴附近，各条输出曲 线的上升部分属于饱和区，它是IC受UCE显 著控制的区域，该区域内UCE 的数值较小， 一般UCE0.7 V(硅管)。发射结和集电结 都处于正向偏置状态。 B CCE ()|IIf U 常数 半导体器件半导体器件-晶体管晶体管 1.3.3 1.3.3 晶体管的主要参数晶体管的主要参数 晶体管的参数分为直流参数、交流参数和极

6、限参数三大类。 1 1 直流参数直流参数 (1)直流电流放大系数 共发射极直流电流放大系数 B C B CEOC I I I II 共基极直流电流放大系数 E C I I (2)极间反向电流 集-基间反向饱和电流ICBO 集-射间反向饱和电流ICEO ICEO和ICBO有如下关系： CEOCBO =(1+ )II 半导体器件半导体器件-晶体管晶体管 2 2 交流参数交流参数 （1）交流电流放大系数 交流共基集-射电流放大系数 CB C E U I I 常数 交流共射集-基电流放大系数 CE C EB U I I 常数 在放大区，值基本不变，可在共射接法输出特性曲线上， 通过垂直于横轴的直线求取

7、ICIB。 半导体器件半导体器件-晶体管晶体管 （2）特征频率fT 晶体管的值不仅与工作电流有关，而且与工作频率有关。 由于结电容的影响，当信号频率增加时，晶体管的将会下降。 当下降到1时所对应的频率称为特征频率，用fT表示。 3 3 极限参数极限参数 极限参数是指为了保证晶体管在放大电路中能正常地、安全 地工作而不能逾越的参数。 （1）集电极最大允许损耗功率PCM 集电极电流通过集电结时所产生的功耗，PCM=ICUCE，因发射 结正偏，呈低阻，所以功耗主要集中在集电结上。管子工作时， 集电结功耗PCPCM，否则使集电结温升过高而烧坏。 半导体器件半导体器件-晶体管晶体管 （3）反向击穿电压

8、U(BR)CBO发射极开路时的集电结击穿电压。 U(BR)EBO集电极开路时发射结的击穿电压。 U(BR)CEO基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。 几个击穿电压在大小上有如下关系： U(BR)CBOU(BR)CESU(BR)CERU(BR)CEO 由于晶体管的电流放大系数值与工作电流有关，工作电流太 大，就下降，使晶体管的性能下降，也使放大的信号产生严重失 真。一般定义当值下降为正常值的1/32/3时的IC值为ICM。 （2）集电极最大允许电流ICM U(BR)CERBE间接有电阻时的击穿电压 U(BR)CESBE短路时的击穿电压 半导体器件半导体器件-晶体管晶体管 由最大集电极功率损耗PCM、ICM和击穿电压U(BR)CEO，在输出特 性曲线上还可以确定过损耗区、过流区和击穿区。输出特性曲线 上的过损耗区、过流区、击穿区和安全工作区见下图 输出特性曲线上的过损耗区、过流区、击穿区和安全工作区 半导体器件半导体器件-晶体管晶体管 1.3.4 1.3.4 晶体管的选用原则晶体管的选用原则 （1）在同一型号的管子中，应选反向电流小的，这样的管子温 度稳定性能较好。 值不宜选得过高，否则管子性能不