模拟电子电路基础 1.4 双极型晶体三极管(BJT)

§1.4双极型晶体三极管(BJT)1.4.1

BJT的工作原理1.4.2BJT的静态特性曲线1.4.3BJT的主要参数返回1.4.3BJT的小信号模型2022/12/2111集电区基区发射区结构：由两个PN结和三个电极构成。有两个基本类型：NPN型

PNP型基区（B）区：薄、低渗杂三个电极：发射极（Emitter）:E(e)

基极（Base）:B(b)

集电极（Collctor）:C集电区（C）区：渗杂适中1.4.1

BJT的工作原理E发射极B基极C集电极发射结集电结1．NPN

型三个区域：

发射区（E区）：高渗杂两个PN结：发射结（BE结）

集电结（CB结）E发射极B基极C集电极发射结集电结NPN+2.PNP型NPP+返回2022/12/21213．BJT的偏置方式：①发射结正偏、集电结反偏，BJT处于放大状态②发射结反偏、集电结正偏，BJT处于反向应用状态，（一般不宜反向应用）③二个PN结均正偏，晶体管处于饱合状态④二个PN结均反偏，晶体管处于截至状态集电区基区发射区E发射极B基极C集电极发射结集电结NPN+E发射极B基极C集电极发射结集电结NPP+返回2022/12/21314、BJT三种基本组态共基极(CB)组态,共射极(CE)组态,共集电极(CC)

组态返回2022/12/2141ECEBEBECRCbRbce●●●●

一BJT的工作原理1.载流子的传输过程：将NPNBJT接成共射极型：以射极为输入和输出回路的公共端即：uBE>>UT,发射结正偏→易于E区多子扩散

uCB＞0，集中结反偏→易于B区少子漂移bceiEiBiCiEPib1icn1●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●○○

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ieniCiEiBien=icn1+ib1iE

=ien

+iEP≈ienICBO=icn2+icpiEiEiEiEiCiCiCiCiBiBiBiBiC=

ICBO+icn1;iB=ib1

+iEP

-ICBOicn2icp返回2022/12/2151(1)多子通过EB(发射)结注入B区EBECRCbRbceiEPib1icn1●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●○○

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ieniEiEiE返回2022/12/2161(2)由浓度差引起基区非平衡少数载流子的扩散与复合。EBECRCbRbceib1icn1●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●○○

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ien返回2022/12/2171EBECRCbRbce●●●●

iEPib1icn1●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●○○

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ieniCiEiBiEiEiCiCiBiBicn2icp返回2022/12/2181ECEBEBECRCbRbce●●●●

载流子的传输过程小结：将NPNBJT接成共射极型：以射极为输入和输出回路的公共端即：VBE>>VT,发射结正偏→易于E区多子扩散

VCB＞0，集中结反偏→易于B区少子漂移bceiEiBiCiEPib1icn1●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●○○

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ieniCiEiBien=icn1+ib1iE

=ien

+iEP≈ienICBO=icn2+icpiEiEiEiEiCiCiCiCiBiBiBiBiC=

ICBO+icn1;iB=ib1+iEP

-ICBOicn2icp127345返回2022/12/21912.共基电流分配关系：EBECRCbRbce●●●●

iEPib1icn1●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●○○

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ieniCiEiBiEiEiCiCiBiBicn2icp127345返回2022/12/21101共基电流分配关系小结：EBECRCbRbce●●●●

iEPib1icn1●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●○○

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ieniCiEiBiEiEiCiCiBiBicn2icp127345返回2022/12/211113.共发射极BJT电流分配关系小结：（1）共发射极电流放大倍数：（2）共发射极电流分配关系：ICEO=ICBO/(1-α)=（1+

）ICBO≈

ICBOBJT的穿透电流

127345返回2022/12/211211.4.2BJT的静态特性曲线iB=iB2iB=iB3饱和区击穿区截止区临界饱和线uCEiCU（BR）CEOiB=-ICBOiB=iB1iB=iB4iB=iB5ib

(μA)uBEU（BR）EBOICBO＋ICEOUCE=0UCE=1UCE=10127345返回2022/12/21131iB=-ICBO1共射BJT的输出特性曲线：

饱和区U（BR）CEO击穿区截止区临界饱和线uCEiCiB=iB5iB=iB4iB=iB3iB=iB2iB=iB1返回2022/12/21141EC1共射BJT的输出特性曲线：

ICBOiB=-ICBOU（BR）CEO击穿区截止区uCEiCiB=iB5iB=iB4iB=iB3iB=iB2iB=iB1返回2022/12/211511共射BJT的输出特性曲线：iB=-ICBOU（BR）CEO击穿区截止区uCEiCiB=iB5iB=iB4iB=iB3iB=iB2iB=iB1临界饱和线饱和区返回2022/12/211611共射BJT的输出特性曲线：iB=-ICBOU（BR）CEO击穿区截止区uCEiCiB=iB5临界饱和线饱和区iB=iB1iB=iB2iB=iB3iB=iB4iC1iC2iC3iC4返回2022/12/211712、共射BJT的输入特性曲线BJT的输入特性曲线为一组曲线ib

(μA)uBEU（BR）EBOICBO＋ICEOUCE=0UCE=1UCE=10返回2022/12/211812、共射BJT的输入特性曲线iB

(μA)uBEUCE=0UCE=1UCE=10·UAiCuCEduCEdiC127345返回2022/12/211912、共射BJT的输入特性曲线ICEOBUEBOib

(μA)uBEUCE=0UCE=1UCE=10ICBO＋ICEO127345返回2022/12/21201

三Ebers-Mollequation

127345返回2022/12/212111.4.3BJT的主要参数127345返回2022/12/21221ECEC

ICBO1.4.3BJT的主要参数ICEO127345返回2022/12/212311.4.3BJT的主要参数1fTβfiB=-ICBOU（BR）CEO击穿区截止区uCEiCiB=iB5iB=iB4iB=iB3iB=iB2iB=iB1127345返回2022/12/21241ECEBusiBuBE1.4.3BJT的小信号模型+

uCE

_iBiCiEuBEIBUBEubeib•Q127345返回2022/12/21251·=be=··ºº

cº（一）晶体管的混合π型等效电路及参数rbb’rb‘eb’gmub’e127345返回2022/12/21261·=be=··ºº

cºrbb’rb‘eb’gmub‘e1π型等效电路及参数意义rb‘crce127345返回2022/12/21271·=be=··ºº

cºrbb’rb‘eb’rb‘cgmub‘ercecb‘ecb‘crccree1π型等效电路及参数意义127345返回2022/12/21281小结：四个物理效应·=be=··ºº

cºrbb’rb‘eb’rb‘cgmub‘ercecb‘erccreecb‘c127345gmub‘erb‘erb‘ccb‘ccb‘eub‘e返回2022/12/21291ub‘eub‘erb‘erb‘egmub‘egmub‘ecb‘ecb‘crb‘cgmub‘eub‘ecb‘erb‘erb‘ccb‘c（二）简化π型等效电路127345·=be=··ºº

cºrbb’rb‘eb’rb‘cgmub‘ercecb‘erc