三极管工作原理及详解资料

1、半导体三极管，又称为(chn wi)双极结型晶体管（BJT）becNNP基极发射极集电极发射结集电结NPN型PNP型cbebce三极管的发射极的箭头方向，代表三极管工作(gngzu)在放大，饱和状态时，发射极电流（IE）的实际方向。1.3.1 概述共五十页半导体三极管的分类(fn li)：按材料(cilio)分： 硅管、锗管按功率分： 小功率管 1 W中功率管 0.5 1 W按结构和材料共有4种组合共五十页1.3.2 半导体三极管的工作(gngzu)原理工作状态发射结电压集电结电压放大正向反向截止反向反向饱和正向正向倒置反向正向半导体半导体三极管有共有(n yu)四种工作状态：共五十页三极管的

2、电流放大条件内部：发射区高掺杂(chn z)，基区很薄，集电结面积大外部：发射结正偏，集电结反偏1. 工作(gngzu)于放大状态的半导体三极管共五十页发射结正偏集电结反偏UBB RB UCC RC外电场(din chng)方向ebc三极管的电流放大(fngd)条件内部：发射区高掺杂，基区很薄，集电结面积大外部：发射结正偏，集电结反偏NNP共五十页UBB RB UCC RC1、发射区的电子大量地扩散注入到基区，基区空穴(kn xu)的扩散可忽略。 ebcIE发射结正偏集电结反偏外电场(din chng)方向NNP共五十页UBB RB UCC RC1、发射区的电子大量地扩散注入到基区，基区空穴的

3、扩散可忽略。2、电子扩散的同时，在基区将与空穴相遇产生复合。由于基区空穴浓度低，且基区做得很薄，因此，复合的电子是极少数。3、绝大多数到基区的电子均能扩散到集电结处，并在集电结电场作用下到达集电区。4、因集电结反偏，集电区和基区中少子在结电场作用下漂移，形成很小的且与集电结的反偏压(pin y)无关的反向饱和电流。 ebcIEIBIC发射结正偏集电结反偏外电场(din chng)方向NNPICBO1、大量电子N2通过很薄的基极被集电极吸收，少量电子N1在基极与空穴复合。N2和N1的比例由三极管内部结构决定。在不考虑ICBO时： IC/IB=N2/N1=2、以上公式是右方电路满足发射结正偏、集电

4、结反偏时得到的，一旦外界条件改变到不再满足这两个条件，则以上公式不再成立。共五十页电流(dinli)分配关系共五十页电压(diny)分配关系UBE正向导(xingdo)通:硅管大约0.7V锗管大约0.2VUCE=UCC-IC*RcUCC-IB*Rc共五十页三极管的放大原理归结为：内部机制：发射区高掺杂，基区很薄，集电结面积大外部条件：发射结正偏，集电结反偏载流子传输： 发射区向基区提供(tgng)载流子基区传送和控制载流子集电区收集载流子 很小的IB控制(kngzh) ICIC = IB基极电流和集电极电流除直流分量外还有交流分量，且iC = iB。放大电路是在ui的作用下，改变iB，并通过i

5、B控制直流电源供给集电极电流iC，使其产生相应的交流分量，并在足够大的RC上形成较大的电压降，就有了可供输出的经放大的交流电压uo。共五十页工作状态发射结电压集电结电压放大正向反向截止反向反向饱和正向正向倒置反向正向由放大状态进入截止状态的临界情况是发射结电压为零，此时基区的反向(fn xin)电流分别流入发射极和集电极。2. 工作(gngzu)于截止状态的半导体三极管共五十页工作状态发射结电压集电结电压放大正向反向截止反向反向饱和正向正向倒置反向正向放大(fngd)状态时有：IC=IB+ICEOIBUCE=UCC-IC*Rc减小Rb，IB增大(zn d)；IC增大，UCE减小集电结反偏电压减

6、小。3. 工作于饱和状态的半导体三极管 饱和后，UCE0, IC=(UCC-UCES)/Rc ICUCC/Rc 饱和条件： IBIC/IB(UCC-UCES)/RcUCC/( Rc）三极管饱和时的管压降UCE被称作为三极管的饱和压降UCES共五十页工作状态发射结电压集电结电压放大正向反向截止反向反向饱和正向正向倒置反向正向4. 工作于倒置(dozh)状态的半导体三极管放大(fngd)倒置由于内部结构原因，集电区掺杂的浓度低，正偏的集电区不能提供大量的电子发射，发射结也不能有效收集电子，所以倒置状态电流放大倍数很小，不采用。共五十页工作状态发射结电压集电结电压放大正向反向截止反向反向饱和正向正向

7、倒置反向正向NPN型PNP型cbebce判断(pndun)放大状态时的引脚UCUBUEUCUBUEUBUCUEUCUBUBUE PNP: UEUBUCSi: UBE=0.7VGe: UBE=0.2Vcbecbecbebcecbe共五十页1、无正向导通电压的处在截止(jizh)状态由引脚电压判断(pndun)三极管管脚和工作状态工作状态发射结电压集电结电压放大正向反向截止 反向反向饱和正向正向例1-5 NPN: (3)2V, 5V, 1V1V2V5V例1-5 NPN: (1) 1V,0.3V,3V (2) 0.3V,0.3V,1V (3)2V,5V,1V PNP: (1) -0.2V,0V,0V

8、 (2) -3V,-0.2V,0V (3)1V,1.2V,-2V共五十页2、根据三个电位的集中程度判断(pndun)是否饱和例1-5 NPN: (1) 1V,0.3V,3V (2) 0.3V,0.3V,1V (3)2V,5V,1V PNP: (1) -0.2V,0V,0V (2) -3V,-0.2V,0V (3)1V,1.2V,-2V由引脚电压(diny)判断三极管管脚和工作状态工作状态发射结电压集电结电压放大正向反向截止 反向反向饱和正向正向1、无正向导通电压的处在截止状态共五十页2、根据三个电位的集中程度(chngd)判断是否饱和3、如果饱和则先判断基极，再判断集电极和发射极由引脚电压判断

9、(pndun)三极管管脚和工作状态工作状态发射结电压集电结电压放大正向反向截止 反向反向饱和正向正向1、无正向导通电压的处在截止状态例1-5 NPN:(2) 0.3V,0.3V,1V PNP: (1) -0.2V,0V,0V-0.2V0V-0.05V1V0.3V0.35VNPN: 0.35V,0.3V,1V PNP: -0.2V,0V,-0.05V共五十页由引脚电压(diny)判断三极管管脚和工作状态工作状态发射结电压集电结电压放大正向反向截止 反向反向饱和正向正向例1-5 NPN: (1) 1V,0.3V,3V (2) 0.3V,0.3V,1V (3)2V,5V,1V PNP: (1) -0

10、.2V,0V,0V (2) -3V,-0.2V,0V (3)1V,1.2V,-2V1、无正向导通电压的处在截止状态2、根据三个电位的集中程度判断是否(sh fu)饱和3、如果饱和则先判断基极，再判断集电极和发射极4、不饱和则看有没有两个电压差为正向导通电压共五十页由引脚电压判断三极管管脚和工作(gngzu)状态工作状态发射结电压集电结电压放大正向反向截止 反向反向饱和正向正向例1-5 NPN: (1) 1V,0.3V, 3V B E C PNP: (2) -3V,-0.2V,0V C B E (3)1V, 1.2V, -2V B E C1、无正向导通电压的处在截止状态2、根据三个电位的集中程度

11、判断(pndun)是否饱和3、如果饱和则先判断基极，再判断集电极和发射极4、不饱和则看有没有两个电压差为正向导通电压5、有正向导通电压一般按放大状态去判断讨论：P40 题1-18，1-20共五十页图1-33，1-36三极管状态电流(dinli)判断条件说明放大(fngd)、饱和放大状态时：IC=(UCC-UCE) / RC=IB IC随着IB的增大而增大饱和状态时：IC=（UCC-UCES) / RC IC受外电路限制不再随IB变化。三极管饱和压降UCES硅0.7V,锗IC/时，三极管处于 饱和状态（3）当IB=IC=0时，三极管处于放大状态2、当只有IB已知时：（1）当0IBIBS时，三极管

12、处于饱和状态3、当只有IC已知时：（1）当UCE=UCC-ICRCUCES时，三极管处于放大状态（2）当0UCEUCES时，三极管处于饱和状态硅0.7V锗0.2V三极管状态电流判断条件(tiojin)说明共五十页UccRccbeUbbRbReUCE射极无电阻(dinz)时：UCE=UCC-ICRC射极有电阻(dinz)时：UCE=UCC-ICRC-IERE UCC-IC(RC+RE)则此时的IBS=(UCC-UCES)/(RC+RE)UCC/(RC+RE)三极管状态电流判断条件说明思考：射极加上电阻后的IBS变化吗？如变化如何变化？共五十页例2. NPN型接法如下(rxi)。UBE=0.7V，

13、分析电路中三极管处于何种工作状态Rb+UccRccbe（a）Rb=100k, Rc=2k,=40, Ucc=5V因为IBIBS，所以三极管处在饱和状态共五十页例2. NPN型接法如下。UBE=0.7V，分析电路(dinl)中三极管处于何种工作状态（c）Rb=30k, Rc=2.5k, =35, Ucc=5V,Ui=0V或3VUi=3V，IBIBS，故三极管处在饱和状态Ui=0V，发射结无正偏，故三极管截止(jizh)Ui=3VRb+UccRccbeUi共五十页1.3.3 半导体三极管的基本(jbn)组态和特性曲线共集电极接法，集电极作为(zuwi)公共电极，用CC表示。共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示；共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；BJT的三种组态共五十页三极管共射输入特性曲线研究共射电路输入端IB和UBE的关系。一般来说， IB和UBE的关系就是一个PN结的特性曲线关系。UCE=0V时，三极管饱和，IB较大。UCE1V时，三极管放大(fngd)状态，IB比饱和状态稍少，以后随着UCE增大，IB增大不明显。uCE =0VIB(A)uBE(V)204060800.40.8uCE 1V1. 共发射极输入(shr)特性曲线共五十页截止(jizh)区：发射结反偏，集电结反偏。