双极晶体管课件

第10章双极晶体管10．1双极晶体管的工作原理10．2少子的分布10．3低频共基极电流增益10．4非理想效应10．5等效电路模型10．6频率上限10．7大信号开关110.1双极晶体管的工作原理结构和符号210.1双极晶体管的工作原理IEICIBVECVCBVBEIE=IC+IBVEC=VEB+VBC=-VBE-VCB四种工作模式VBE、VCB正反、反反、反正、正正正向有源截止反向有源饱和3三极管的三种连接方式三极管在电路中的连接方式有三种：①共基极接法；②共发射极接法，③共集电极接法。共什么极是指电路的输入端及输出端以这个极作为公共端。必须注意，无论那种接法，为了使三极管具有正常的电流放大作用，都必须外加大小和极性适当的电压。即必须给发射结加正向偏置电压，发射区才能起到向基区注入载流子的作用；必须给集电结加反向偏置电压（一般几～几十伏），在集电结才能形成较强的电场，才能把发射区注入基区，并扩散到集电结边缘的载流子拉入集电区，使集电区起到收集载流子的作用。410.1双极晶体管的工作原理剖面图510.1双极晶体管的工作原理

基本工作原理杂质浓度610.1双极晶体管的工作原理截面图：注入和收集910.1双极晶体管的工作原理

晶体管电流的简化表达式简化电流复合电流正偏电流空穴(B-E)电子(E-B)1010.1双极晶体管的工作原理集电极电流扩散电流ABE为B-E结横截面积；nB0为基区内热平衡电子浓度；Vt为热电压。只考虑大小：1110.1双极晶体管的工作原理发射极电流ICIE均正比于VBE/Vt，因此电流之比为常数。共基极电流增益。<1恒流源1210.1双极晶体管的工作原理基极电流也正比于共发射极电流增益。>>11310.1双极晶体管的工作原理工作模式IC=0时，晶体管处于截止区当基极电流变化时，集电极电流没有变化，处于饱和区当IC=βIB时，晶体管处于正向有源区饱和区放大区截止区1410.1双极晶体管的工作原理共射放大电路放大电路波形1510.2少子的分布1610.2少子的分布正向有源模式1710.2少子的分布浓度1810.2少子的分布其他工作模式：截止和饱和时的少子分布1910.2少子的分布其他工作模式：反向有源区2010.3低频共基极电流增益电流成分＿粒子流正偏电子流反向饱电流正偏复合电流反偏产生电流正偏空穴流基区复合电流2110.3低频共基极电流增益成分电流2210.3低频共基极电流增益直流共基极电流增益：若集电结和发射结横截面积一样，则有：小信号共基极电流增益：JG，Jpc0仅是B-C结电流，不是JE的函数发射极注入效率系数基区输运系数复合系数232410.3低频共基极电流增益发射极注入效率系数2510.3低频共基极电流增益基区输运系数2610.3低频共基极电流增益复合系数10.3低频共基极电流增益共发射极电流增益共基极电流增益272810.4非理想效应基区宽度调制效应：Early效应2910.4非理想效应基区宽度调制效应Early电压典型值在100-300V之间。3010.4非理想效应大注入效应注入的少子比多子还多Nb>=Pp3110.4非理想效应大注入效应一、注入效率降低Jpe增加大注入效应二：集电极电流增速变小3210.4非理想效应发射区禁带变窄PＥ0增加发射效率降低发射区掺杂浓度很高时，由于禁带变窄效应，会使电流增益比理想状况下小。3310.4非理想效应电流集边效应：导致局部过热或局部大注入3410.4非理想效应非均匀掺杂：浓度梯度导致静电场，改变少子分布3510.4非理想效应击穿电压：穿通击穿（距离太近）和雪崩击穿（较远）3610.5等效电路模型E-M模型：两个pn结相互作用。多用于开关电路。3710.5等效电路模型H-P模型3810.5等效电路模型H-P模型，多应用于放大电路。39集电极电流厄尔利效应电阻10.6频率上限延时因子4010.6频率上限截止频率41共发射极电流增益