半导体三极管 (4)课件

§1.3半导体三极管11.3.1基本结构、类型和符号BECNNP基极发射极集电极NPN型PNP集电极基极发射极BCEPNP型一、结构2BECNNP基极发射极集电极基区：较薄，掺杂浓度低集电区：面积较大发射区：掺杂浓度较高三极管在制造时必须满足以下条件：1、发射区掺杂浓度最大，它的作用是发射载流子。2、基区必须做得很薄（微米级）掺杂浓度最小，它的作用是传输和控制载流子。3、集电区要做得体积最大，它的作用是收集载流子。3三、符号BECIBIEICNPN型三极管BECIBIEICPNP型三极管5uiuoCEBECBuiuoECBuiuo共发射极共集电极共基极1.3.2三极管的连接方式一、共发射极接法二、共集电极接法三、共基极接法61.3.3电流放大原理三极管正常放大外加电压必须满足：1．发射结外加正向电压，即P区较N区为正。2．集电结外加反向电压，即P区较N区为负。正常放大时，NPN管集电极电位最高，基极电位次之，射极电位最低。即UC

UB

UE

；PNP管则反之，射极电位最高，基极电位次之，集电极电位最低。即UE

UB

UC.7BECNNPUBBRBUCCIE基区空穴向发射区的扩散可忽略。IBE进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IBE

，多数扩散到集电结。发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。电流放大原理9BECNNPUBBRBUCCIE集电结反偏，有少子形成的反向电流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBOICEIBEICE从基区扩散来的电子作为集电结的少子，漂移进入集电结而被收集，形成ICE。一、载流子传输过程发射、复合、收集10IB=IBE-ICBOIBEIBBECNNPEBRBECIEICBOICEIC=ICE+ICBO

ICEIBE二、各极电流关系111.3.4特性曲线ICmAAVVUCEUBERBIBUCCUBB

实验线路13一、输入特性UCE1VIB(A)UBE(V)204060800.40.8工作压降：硅管UBE0.6~0.7V,锗管UBE0.2~0.3V。UCE=0VUCE=0.5V死区电压，硅管0.5V，锗管0.2V。14二、输出特性IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域满足IC=IB称为线性区（放大区）。当UCE大于一定的数值时，IC只与IB有关，IC=IB。15IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域中:IB=0,IC=ICEO,UBE<死区电压，称为截止区。17输出特性三个区域的特点:放大区：发射结正偏，集电结反偏。即：IC=IB,且IC

=

IB(2)饱和区：发射结正偏，集电结正偏。即：UCEUBE

，

IB>IC，UCE0.3V

(3)截止区：

UBE<死区电压，IB=0，IC=ICEO

0

18例：

=50，UCC

=12V，

RB

=70k，RC

=6k

当UBB

=-2V，2V，5V时，晶体管工作于哪个区？当USB

=-2V时：ICUCEIBUBCRBUBBCBERCUBEIB=0，IC=0IC最大饱和电流：Q位于截止区

说明电源的习惯连接方式，B、C共用电源19USB

=5V时:例：

=50，USC

=12V，

RB

=70k，RC

=6k

当USB

=-2V，2V，5V时，晶体管工作于哪个区？ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEQ位于饱和区，此时IC和IB

已不是倍的关系。211.3.5主要参数前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共集接法。共射直流电流放大倍数：工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为IB，相应的集电极电流变化为IC，则交流电流放大倍数为：1.电流放大倍数和

22例：UCE=6V时：IB=40A,IC=1.5mA；IB=60A,IC=2.3mA。在以后的计算中，一般作近似处理：=23BECNNPICBOICEO=（1+）ICBO

IBEIBEICBO进入N区，形成IBE。根据放大关系，由于IBE的存在，必有电流IBE。集电结反偏有ICBO3.集-射极反向截止电流ICEOICEO受温度影响很大，当温度上升时，ICEO增加很快，所以IC也相应增加。三极管的温度特性较差。254.集电极最大电流ICM集电极电流IC上升会导致三极管的值的下降，当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM。5.集-射极反向击穿电压当集---射极之间的电压UCE超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。266.集电极最大允许功耗PCM集电极电流IC

流过三极管，所发出的焦耳热为：PC=ICUCE必定导致结温上升，所以PC

有限制。PCPCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作区271.3.7复合管（达林顿管）复合管：将两个或两个以上的三极管进行适当的连接，组合成一个等效的管子。优点：可获得很高的电流增益。缺点：穿透电流大连接要求：1.前后级三极管之间的电