md04半导体三极管课件

第4次课半导体三极管主要内容三极管的结构三极管的放大作用和载流子的运动三极管的特性曲线三极管的主要特性及应用三极管的主要参数基本要求了解三极管的结构特点理解三极管的电流放大作用掌握三极管的输出特性曲线及其三个工作区理解三极管的电流分配关系掌握三极管的主要特性及应用了解三极管的主要参数重点难点半导体三极管别称——双极结型三极管（BJT）、双极型三极管、晶体管、三极管分类按结构分NPN型PNP型按材料分硅三极管锗三极管按功率大小分大功率管小功率管按工作频率分高频管低频管集电极一、三极管的结构常用的三极管的结构有硅平面管和锗合金管两种类型。(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ecb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一、三极管的结构结构示意图（NPN型）结构三区三极两结结构特点基区很薄发射区高掺杂集电结面积大符号箭头方向表示发射结正偏时电流方向问题发射极和集电极可否互换？结构特点与功能的关系？结构示意图（PNP型）一、三极管的结构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一、三极管的结构外形为什么有孔？集电极1、三极管实现放大所需条件cNNPebbec三极管中的两个PN结三极管可以看成两个背靠背的二极管；将三极管接成二极管使用;表面看，三极管不具备放大作用。三极管实现放大所需条件内部结构条件外部条件发射结正偏集电结反偏外部条件具体化NPN管：UC＞UB＞UEPNP管：UC＜UB＜UEbecRcRbIEIB2、三极管中载流子的运动发射——发射结正偏，发射区的电子越过发射结到达基区，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)。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。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

。集电区和基区的少子在外电场的作用下将进行漂移运动而形成反向饱和电流，用ICBO表示。ICICBObeceRcRbIEpICBOIEICIBIEnIBnICn3、三极管的电流分配关系IC

=ICn+ICBO

IE

=ICn+IBn+IEp

=IEn+IEp一般要求ICn在IE中占的比例尽量大，而二者之比称共基直流电流放大系数，即一般可达0.95~0.99上式中的后一项常用ICEO

表示，ICEO

称穿透电流。当ICEO<<IC时，忽略ICEO，则由上式可得共射直流电流放大系数近似等于IC

与IB之比。一般约为几十~几百。若将发射极和集电极对换，则β反≈0.05。3、三极管的电流分配关系则任何一列电流关系符合一组三极管电流关系典型数据IB/mA-0.00100.010.020.030.040.05IC/mA0.0010.010.561.141.742.332.91

IE/mA00.010.571.161.772.372.963、三极管的电流分配关系电流放大作用——当IB有微小变化时，IC有较大变化。共射电流放大倍数共基电流放大倍数反向饱和电流ICBO第一列数据中，IE=0时，ICBO=IC

=0.001mA。穿透电流ICEO

第二列数据中，I

B=0时，IC=ICEO=0.01mA。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直流参数与交流参数、的含义是不同的，但是，对于大多数三极管来说，与，与的数值却差别不大，计算中，可不将它们严格区分。3、三极管的电流分配关系输出回路输入回路+UCE-三、三极管的特性曲线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；或用晶体管特性图示仪测量。IBUCE实验室：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-IBIBIBUBE1、输入特性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。UCE=0时的输入特性曲线电路等效电路输入特性曲线两个二极管并联后的正向伏安特性。1、输入特性UCE＞0时的输入特性曲线电路UCE>0有利于将发射区扩散到基区的电子收集到集电极基区电子和空穴的复合减少输入特性曲线——右移UCE≥1V时的输入特性曲线——重合OiB/A2、输出特性NPN三极管的输出特性曲线iC

/mAuCE

/V100µA80µA60µA40µA20µAiB=0O510154321放大区工作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；等间隔；具有电流放大作用。等效电路模型受控电流源受基极电流控制电流控制型器件ecb2、输出特性NPN三极管的输出特性曲线饱和区工作条件发射结正偏集电结正偏特点IC基本上不随IB而变化；失去电流放大作用；

IC

IB等效电路模型

0.2~0.3V恒压源近似看成开关闭合iC

/mAuCE

/V100µA80µA60µA40µA20µAiB=0O510154321ecb四、三极管的主要特性及应用开关特性开关特性发射结、集电结都反偏，三极管截止，相当于开关断开发射结、集电结都正偏，三极管饱和，相当于开关闭合应用：开关器件放大特性放大特性发射结正偏、集电结反偏当基极电流有一个微小变化，相应的集电极电流有较大变化。应用：放大器件恒流特性恒流特性：在放大区，若iB不变，则iC不随uCE的变化而变化。应用：恒流源温度特性电流放大系数反向饱和电流极限参数五、三极管的主要参数1）共射电流放大系数2）共射直流电流放大系数忽略穿透电流ICEO

时，3）共基电流放大系数4）共基直流电流放大系数忽略反向饱和电流ICBO时，和

这两个参数不是独立的，而是互相联系，关系为：1、电流放大系数—