模拟电子技术基础：1.3 晶体三极管

1.3晶体三极管晶体三极管，在一块半导体晶片上制造三个掺杂区，形成两个PN结，具有放大和开关作用。

工作时，多数载流子和少数载流子都参与导电，因此，还被称为双极型晶体管（BipolarJunctionTransistor,简称BJT）。1.3晶体三极管12/10/20221.3.1

BJT的结构和类型(2)根据使用的半导体材料分为：硅管和锗管

(1)根据结构分为：NPN型和PNP型晶体管的主要类型一、NPN三极管的结构三个区发射区：杂质浓度很高基区：杂质浓度低且很薄集电区：集电区比发射区体积大，且掺杂浓度低。发射结集电结集电区基区发射区cbeNPN型三极管的符号两个PN结发射结集电结三个电极发射极

e基极

b集电极

c集电极

ccollector基极

bbase发射极

eemitterNPNPNP型晶体管的结构--PPN发射区集电区基区发射结集电结ecb发射极集电极基极PNP型三极管的符号晶体管是放大电路的核心元件，能够控制能量的转换，将输入端任何微小的变化,不失真的放大输出。组成：T,Rb,RC,VBB,VCC,ui作用：①T:放大②VBB:JE正偏

Rb:IB③VCC:JC反偏

RC:△ic→△uo1.3.2晶体管的电流放大作用T一、三极管中载流子的运动三极管工作在放大区的条件：TRbRcVBBVCCecb发射极电流发射:发射区大量电子向基区扩散；空穴向发射区扩散，浓度低，忽略，形成IE。2.复合和扩散：在VBB的作用下，电子在基区中进行复合，形成IB

。3.收集：在外电场作用下，基区的电子越过集电结到达集电区；同时集电区空穴形成反向饱和电流ICBO。形成IC

IEICIBICNIENIBNICBO集电极电流基极电流三极管中载流子运动与外部电流RbRcVBBVCCecbIEICIBICNIENIBNICBOIC

=

ICn

+

ICBOIE

=

ICn

+

IBnIEn

=

ICn

+

IBnIE

=

IEn

ICnα=IE定义二、电流分配关系β≈ICIBIE=（1+β）IB

IC

=βIB三、参数含义：共基直流电流放大系数。：共射直流电流放大系数。α=ICnIEICEO=（1+）ICBOβ：集电极与发射极间穿透电流。β=ΔiCΔ

iBα=ΔiCΔ

iE：共基交流电流放大系数。：共射交流电流放大系数。β=IC-

ICEOIB≈ICIB结论：晶体管在某一直流量下的等同。1.3.3.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，指数关系。（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发射结反向偏置,集电结反向偏置,三极管工作在截止区,可调换

VBB极性。发射结反向偏置,三极管工作在截止区,可调换

VCC极性,或将VT更换为PNP型。两PN结均正偏,三极管工作在饱和区。(3)

例题判断图示各电路中三极管的工作状态。0.7VVT0.3VRbRcVCCVBBVTRbRcVCCVTVBB=iB

Rb+uBEiBiCiB

=

46.5

μAβ

iB

=

2.3mA假设三极管工作在放大区，uCE

=VCC-iC

Rc

=5.4

V发射结正偏，集电结反偏，三极管工作在放大区。RbRcVCCVBBVT2k200k10V10Vβ=50例如:VBB=iB

Rb+uBEiBiCiB

=

465

μA假设三极管工作在放大区iC=β

iB

=

23mAuCE

=VCC-iC

Rc

=-36

V发射结正偏，集电结正偏，三极管工作在饱和区。RbRcVCCVBBVT2kΩ20kΩ10V10Vβ=501.3.4BJT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。③

U（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

<PCM1.3.5温度对晶体管特性及参数的影响一.温度对ICBO的影响

温度每升高10℃，ICBO增加约一倍。二.温度对输入特性的影响温度升高1度，