课件-模拟电子技术-半导体三极管

2022/10/27

1.3半导体三极管

半导体三极管，也叫晶体三极管。由于工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，因此，还被称为双极型晶体管（BipolarJunctionTransistor,简称BJT）。

BJT是由两个PN结组成的。一.BJT的结构NPN型PNP型符号:

三极管的结构特点:（1）发射区的掺杂浓度＞＞集电区掺杂浓度。（2）基区要制造得很薄且浓度很低。--NNP发射区集电区基区发射结集电结ecb发射极集电极基极--PPN发射区集电区基区发射结集电结ecb发射极集电极基极2022/10/27二．BJT的内部工作原理（NPN管）

三极管在工作时要加上适当的直流偏置电压。若在放大工作状态：发射结正偏+UCE

－＋UBE－＋UCB－集电结反偏由VBB保证由VCC、

VBB保证UCB=UCE-UBE>0共发射极接法c区b区e区

（1）因为发射结正偏，所以发射区向基区注入电子，形成了扩散电流IEN

。同时从基区向发射区也有空穴的扩散运动，形成的电流为IEP。但其数量小，可忽略。所以发射极电流IE≈

IEN。

（2）发射区的电子注入基区后，变成了少数载流子。少部分与遇到的空穴复合，大部分到达集电结。电源vBB作用形成IB。1．BJT内部的载流子传输过程（3）因为集电结反偏，收集扩散到集电区边缘的电子，形成电流ICN

。

另外，集电区的少子形成漂移电流ICBO。2022/10/272．电流分配关系3晶体管的共射电流放大系数定义：电流ICN与I’B之比为共射直流放大系数ICEO为穿透电流，是当IB=0时，集电集与发射集之间形成的电流。ICBO是发射极开路时，集电结的反向饱和电流。一般情况下，得：若有输入电压△VI的作用，在IB基础上叠加动态电流△iB

，集电极电流IC上也要叠加△iC

，△iB，△iC之比称为共射交流电流放大系数，记为，上式表明，在一定范围内，可以用晶体管在某一直流量下的来取代在此基础上的加动态信号时的。由于在IE较宽的数值范围内基本不变，在近似计算中不对加以区分，即认为。以发射极电流为输入电流，以集电极电流为输出电流时，ICN与IE之比为共基直流电流放大系数将代入上式，得

共基交流电流放大系数定义为：集电极电流变化量与发射集电流变化量之比。三.BJT的特性曲线（共发射极接法）(1)输入特性曲线

iB=f(uBE)

uCE=const（1）uCE=0V时，相当于两个PN结并联。（3）uCE≥1V再增加时，曲线右移很不明显。

（2）当uCE=1V时，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，所以基区复合减少，在同一uBE

电压下，iB

减小。特性曲线将向右稍微移动一些。死区电压硅0.5V锗0.1V导通压降硅0.7V锗0.3V(2)输出特性曲线iC=f(uCE)

iB=const

现以iB=60uA一条加以说明。(NPN)

（1）当uCE=0

V时，因集电极无收集作用，iC=0。（2）uCE↑→Ic

↑

。

（3）当uCE

＞1V后，收集电子的能力足够强。这时，发射到基区的电子都被集电极收集，形成iC。所以uCE再增加，iC基本保持不变。同理，可作出iB=其他值的曲线。

输出特性曲线可以分为三个区域:饱和区——iC受uCE显著控制的区域，该区域内uBE>Uon,uCE<uBE,

此时发射结正偏，集电结也正偏。截止区——iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时，发射结反偏，集电结反偏。放大区——

曲线基本平行等距发射结正偏，集电结反偏uBE>Uon,uCE>=uBE

该区中有：饱和区放大区截止区四.BJT的主要参数1.电流放大系数（2）共基电流放大系数：

iCE△=20uA(mA)B=40uAICu=0(V)=80uAI△BBBIBiIBI=100uACBI=60uAi一般在20~200之间2.31.5（1）共射极电流放大系数：

2.极间反向电流

（2）集电极发射极间的穿透电流ICEO

基极开路时，集电极到发射极间的电流——穿透电流。其大小与温度有关。

（1）集电极基极间反向饱和电流ICBO

发射极开路时，在其集电结上加反向电压，得到反向电流。它实际上就是一个PN结的反向电流。其大小与温度有关。锗管：ICBO为微安数量级，硅管：ICBO为纳安数量级。++ICBOecbICEO（3）反向击穿电压

BJT有两个PN结，其反向击穿电压有以下几种：

①

U（BR）EBO——集电极开路时，发射极与基极之间允许的最大反向电压。其值一般几伏～十几伏。②

U（BR）CBO——发射极开路时，集电极与基极之间允许的最大反向电压。其值一般为几十伏～几百伏。③U（BR）CEO——基极开路时，集电极与发射极之间允许的最大反向电压。--(BR)CEOU(BR)CBOU(BR)EBOU

3.极限参数

Ic增加到一定大的值时，要下降。当值下降到线性放大区值的70％时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流ICM。（1）集电极最大允许电流ICM（2）集电极最大允许功率损耗PCM

集电极电流通过集电结时所产生的功耗，

PC=ICUCE

<PCM(3)