ch双极型三极管

一、三极管的结构

国产的三极管，目前最常见的结构有硅平面管和锗合金管两种类型。图2.2三极管的结构(a)平面型(NPN)(b)合金型(PNP)NecNPb二氧化硅becPNPe发射极，b基极，c集电极。图2.3

NPN型三极管结构示意图和符号ecb符号集电区集电结基区发射结发射区集电极c基极b发射极eNNP集电区集电结基区发射结发射区集电极c发射极e基极b

cbe符号NNPPN图2.4

PNP型三极管结构示意图和符号

以NPN型三极管为例讨论图2.5三极管中的两个PN结cNNPebbec表面看若要使三极管实现放大，必须由三极管的内部结构和外部所加电源的极性两方面的条件来保证。不具备放大作用三极管的电流分配与放大原理三极管内部结构要求：NNPebcNNNPPP

1.发射区高掺杂。

2.基区做得很薄。通常只有几微米到几十微米，而且掺杂较少。

三极管放大的外部条件：外加电源的极性应使发射结处于正向偏置，而集电结处于反向偏置状态。3.集电结面积大。becRcRb三极管中载流子运动过程IEIB

1.发射发射区的电子越过发射结扩散到基区，基区的空穴扩散到发射区—形成发射极电流

IE

(基区多子数目较少，空穴电流可忽略)。

2.复合和扩散电子到达基区，少数与空穴复合形成基极电流Ibn，复合掉的空穴由VBB

补充。多数电子在基区继续扩散，到达集电结的一侧。图2.6三极管中载流子的运动becIEIBRcRb三极管中载流子运动过程

3.收集集电结反偏，有利于收集基区扩散过来的电子而形成集电极电流

Icn。其能量来自外接电源VCC

。IC

另外，集电区和基区的少子在外电场VCC的作用下将（被吸引过来）进行漂移运动而形成反向饱和电流，用ICBO表示。ICBO图2.7三极管中载流子的运动beceRcRb

IEpICBOIEICIBIEnIBnICnIC=ICn+ICBO≈ICn

IE=ICn+IBn

+ICEO

一般要求ICn在IE中占的比例尽量大。而二者之比定义为共基极直流电流放大系数，即一般可达0.95~0.99三极管的电流分配关系（动画）三个极的电流之间满足节点电流定律，即IE=IC+IB定义共发射极直流电流放大倍数：表一：一组三极管电流关系典型数据IB/mA-0.00100.010.020.030.040.05IC/mA0.0010.010.561.141.742.332.91IE/mA00.010.571.161.772.372.961.

任何一列电流关系符合IE=IC+IB，IB<IC<IE,ICIE。

2.

当基极电流IB有微小变化时，集电极电流IC的变化

较大。说明三极管具有电流放大作用。

3.

共射电流放大系数共基电流放大系数三极管的电流分配关系IB/mA-0.00100.010.020.030.040.05IC/mA0.0010.010.561.141.742.332.91IE/mA00.010.571.161.772.372.964.

在上表的第一列数据中，IE=0(发射极开路)时，IC=0.001mA=ICBO，ICBO称为反向饱和电流。

在表的第二列数据中，IB=0(即基极开路)时，IC=0.01mA=ICEO，称ICEO为穿透电流。根据和

的定义，以及三极管中三个电流的关系，可得故与两个参数之间满足以下关系：输出回路输入回路+UCE-特性曲线是选用三极管的主要依据，可从半导体器件手册查得。IBUCE三极管共射特性曲线测试电路ICVCCRbVBBcebRcV+V+A++mA

输入特性：输出特性：+UCE-+UCE-IBIBIBUBE三极管的特性曲线和主要参数

(1)UCE=0时的输入特性曲线RbVBBcebIB+UBE_VBBIB+UBE_bceOIB/A

当UCE=0时，基极和发射极之间相当于两个PN结并联(如右上中图)。所以，当b、e之间加正向电压时，应为两个二极管并联后的正向伏安特性,如右下图。

一、输入特性

(2)

UCE>0时的输入特性曲线

当UCE>0时，这个电压有利于将发射区扩散到基区的电子收集到集电极。UCE>UBE，三极管处于放大状态。

*

特性右移(因集电结开始吸引电子)OIB/AUCE≥1时的输入特性具有实用意义。IBUCEICVCCRbVBBcebRCV+V+A++mAUBE*UCE

≥1V，特性曲线重合。三极管共射特性曲线测试电路三极管的输入特性

NPN三极管的输出特性曲线IC

/mAUCE

/V100µA80µA60µA40µA20µAIB=0O510154321划分三个区：截止区、放大区和饱和区。截止区放大区饱和区放大区

1.截止区IB≤0的区域。两个结都处于反向偏置。

IB=0时，IC=ICEO。

硅管约等于1A，锗管约为几十~几百微安。截止区截止区二、输出特性

2.放大区：条件：发射结正偏集电结反偏

特点：各条输出特性曲线比较平坦，近似为水平线，且等间隔。二、输出特性IC

/mAUCE

/V100µA80µA60µA40µA20µAIB=0O510154321放大区集电极电流和基极电流体现放大作用，即放大区放大区对NPN管UBE>0，UBC<0

NPN三极管的输出特性曲线3.饱和区：条件：两个结均正偏IC

/mAUCE

/V100µA80µA60µA40µA20µAIB=0O510154321对NPN型管，UBE>0UBC>0。

特点：IC基本上不随IB而变化，在饱和区三极管失去放大作用。IC

IB。

当UCE=UBE，即UCB=0时，称临界饱和，UCE

<

UBE时称为过饱和。饱和管压降UCES<0.4V(硅管)，UCES<

0.2V(锗管)饱和区饱和区饱和区一、电流放大系数三极管的主要参数ICIE+C2+C1VEEReVCCRc(b)共基极接法VCCRb+VBBC1TICIBC2Rc+(a)共发射极接法（表征管子放大作用的参数）1.共射电流放大系数

二、极间反向电流1.集电极和基极之间的反向饱和电流ICBO2.集电极和发射极之间的反向饱和电流ICEO(a)ICBO测量电路(b)ICEO测量电路ICBOcebAICEOAceb

小功率锗管ICBO约为几微安；硅管的ICBO小，有的为纳安数量级。当b开路时，c和e之间的电流。值愈大，则该管的ICEO也愈大。右图:反向饱和电流的测量电路

因为ICBO和ICEO都是由少数载流子的运动形成的,所以对温度比较敏感.当温度升高时ICBO和ICEO都将急剧地增大.

选用三极管时,要求三极管的反向饱和电流ICBO和穿透电流ICEO尽可能小些,这两个参数的值愈小,表明三极管的质量愈好.三、极限参数1.集电极最大允许电流ICM

当IC过大时，三极管的值要减小。在IC=ICM

时，值下降到额定值的三分之二。2.集电极最大允许耗散功率

PCM过损耗区安全工作区

将IC与UCE乘积等于规定的PCM值各点连接起来，可得一条双曲线。ICUCE<PCM

为安全工作区ICUCE>PCM为过损耗区ICUCEOPCM=ICUCE安全工作区安全工作区过损耗区过损耗区三极管的安全工作区3.极间反向击穿电压外加在三极管各电极之间的最大允许反向电压。

U(BR)CEO：基极开路时，集电极和发射极之间的反向击穿电压。

U(BR)CBO：发射极开路时，集电极和基极之间的反向击穿电压。

安全工作区同时要受PCM、ICM和U(BR)CEO限制。过电压ICU(BR)CEOUCEO过损耗区安全工作区ICM过流区

三极管的安全工作区***三极管的选用原则1.必须保证三极管工作在安全区.2.当输入信号频率高时,应选用高频管或超高频管;若用于开关电路,应选用开关管.3.当要求反向电流小,且能工作在温度变化大的环境中,应选硅管;要求导通电压低时,可选锗管.4.对于同型号的管子,优先选用反向电流小的,且β值也不宜过大,一般以几十至一百左右为宜.国家标准对半导体三极管的命名如下:3

D

G

110B

第二位：A锗PNP管、B锗NPN管、

C硅PNP管、D硅NPN管

第三位：X低频小功率管、D低频大功率管、

G高频小功率管