第二章三极管

晶体三极管基础晶体三极管学习要求：1.掌握三极管的结构特点和类型。2.掌握三极管的电流分配。

3.理解掌握三极管的放大条件。

重点：三极管的结构特点和放大条件。

半导体三极管又称晶体三极管（三极管），一般简称晶体管，或双极型晶体管。它是通过一定的制作工艺，将两个PN结结合在一起的器件，两个PN结相互作用，使三极管成为一个具有控制电流作用的半导体器件。三极管可以用来放大微弱的信号和作为无触点开关。二极管和三级管的结构对比

二极管有：个结

三极管有:

个电极

个区一二二两个结

三个电极

三个区引言becNNP基极发射极集电极发射结集电结集电区

基区发射区NPN型三极管的结构及符号becPPN基极发射极集电极发射结集电结集电区

基区发射区PNP型三极管的结构及符号工艺特点

工艺特点小结：三极管不是俩PN结的简单组合是三极管具有电流放大作用的内部条件

BECNNP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的结构特点三极管的种类按半导体材料分：硅三极管锗三极管按功率分：小功率管中功率管大功率管按工作频率分：低频管高频管超高频管按用途分：放大管开关管按结构和工艺分：合金管平面管想一想1.可否用二个二极管组合构成一个三极管？为什么？2.三极管的集电极c和发射极e能不能对调？为什么？3.三极管内部结构必须具备哪三个特点？三极管的放大原理与电流分配

要实现三极管的电流放大作用，除了要满足内部结构特点外，还得给三极管各电极加上正确的电压。三极管实现放大的外部条件是：其发射结必须加正向电压（正偏），而集电结必须加反向电压（反偏）,其数值应大于发射结的死区电压。即发射结正偏，集电结反偏。三极管放大时各极电位关系利用三极管放大时发射结正偏，集电极反偏的特点VC>VB>VEVC<VB<VE

三极管的电流电流分配各级电流关系：IE

=IC+IB三极管各级电流流向IBICIEIBIEICIE

=IC+IB无论是NPN还是PNP型三极管，均满足这一规律。它也符合基尔霍夫定律，相当于把三极管看成一个节点，流入管子电流之和等于流出管子的电流之和。由实验及测量结果可以得出以下结论。（1）实验数据中的每一列数据均满足关系：IE=IC+IB；此结果符合基尔霍夫电流定律。

（2）每一列数据都有IC>>IB，而且有IC与IB的比值近似相等。结论当基极电流有微小变化时，将引起集电极电流较大的变化。我们集电极电流和基极电流之前的倍率关系叫做直流放大倍数β（没有单位）。β=IC/IB

IC=βIB

把集电极电流变化量和基极电流变换量的倍率叫做交流放大倍数β。β=△IC/△IB

通常认为β≈

β三极管的三种接法三极管在电路中的连接方式有三种：共发射极接法、共基极接法、共集电极接法。共什么极就是把这个极作为电路的公共端。共发射极共基极共集电极1.加电原则相同要使三极管正常放大，必须发射结正偏，集电结反偏。2.各级电流的分配规律相同三极管接法不同，并没有改变三极管内部结构，电流关系依然有：IE

=IC+IB

IC=βIB

3.电流的实际方向不因接法不同而改变。

三极管的电流放大原理由于基极电流IB

的变化，使集电极电流IC

发生更大的变化。即基极电流IB

的微小变化控制了集电极IC

较大的变化，这就是三极管的电流放大原理。三极管放大后的电流IC

是由电源提供，并不是IB提供。可见这是一种以小电流控制大电流的作用，并不是把IB真正放大为IC

，只是将直流能量经过三极管的特殊关系按IB的变化规律转换为幅度更大的交流能量而已，三极管并没有创造能量，这才是三极管起电流放大作用的实质所在。注意总结（1）要使三极管有放大作用，发射结正偏，集电极反偏。（2）三极管电位关系NPN:VC>VB>VE

PNP:VC<VB<VE

（3）一般β>>1；通常认为β=IC/IB=△IC/△IB

（4）三极管的电流分配及放大关系式为：IE=IC+IB

IC=βIB

练一练1.已知三极管的集电极电流为2mA,基极电流为0.05mA,则三极管的发射极电流为（），电流放大倍数β为（）。如果三极管的基极电流为20uA，发射极电流为1mA,则三极管的集电极电流为（），电流的放大倍数β为（）1.95mA401.02mA512.图中三极管均处在放大状态，测得各级电位，试判断三极管类型（NPN或PNP）,材料（硅或锗）及发射极。PNP锗管NPN硅管NPN硅管PNP锗管晶体三极管的特性曲线1.三极管的特性曲线三极管的特性曲线是指三极管外加电压与电流之间的关系曲线，它反映出三极管的性能与特点，是分析和设计三极管电路的重要依据。包括输入特性曲线和输出特性曲线。以NPN型硅三极管为例。三极管的输入特性曲线（1）输入特性曲线

它是指一定集电极和发射极电压UCE下，三极管的基极电流IB与发射结电压UBE之间的关系曲线。实验测得三极管的输入特性曲线如图所示。1.发射结电压正偏电压必须大于死区电压时，三极管才会出现基极电流IB2.三极管开始导通时，电流增加缓慢，但UBE变化上升一点，电流增加很快。三极管正常放大时UBE变化不大，硅管0.7v左右锗管0.3v左右。3.三极管工作时，测量三极管UBE可知道其是否正常工作。

它是指一定基极电流IB下，三极管的集电极电流IC与集电结电压UCE之间的关系曲线。实验测得三极管的输出特性曲线如图所示。（2）输出特性曲线三极管的输出特性曲线从图中可以看出三极管的输出特性曲线分为三个区域：1.截止区2.放大区3.饱和区

①截止区三极管工作在截止状态时，具有以下几个特点：（a）发射结和集电结均反向偏置；（b）若不计穿透电流ICEO，有IB、IC近似为0；（c）三极管的集电极和发射极之间电阻很大，三极管相当于一个开关断开。②放大区图1.31中，输出特性曲线近似平坦的区域称为放大区。三极管工作在放大状态时，具有以下特点：（a）三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置；（b）基极电流IB微小的变化会引起集电极电流IC较大的变化，有电流关系式：IC=βIB；

（c）对NPN型的三极管，有电位关系：UC>UB>UE；（d）对NPN型硅三极管，有发射结电压UBE≈0.7V；对NPN型锗三极管，有UBE≈0.2V。三极管的三种不同工作状态一般把三极管的输出特性分为3个工作区域，下面分别介绍。③饱和区三极管工作在饱和状态时具有如下特点：（a）三极管的发射结和集电结均正向偏置；（b）三极管的电流放大能力下降，通常有IC<βIB；

（c）ce间接近于短路，所以三极管饱和时，相当于开关接通。三极管的三种不同工作状态三极管的主要参数与选用1.电流放大倍数β反映电流放大能力。中小功率一般在几十到几百，大功率一般在10-50。高频状态下β会下降2.穿透电流ICEO是集电极与发射极间的漏电流。ICEO越小越好3.反向击穿电压基极UCEO开路时，ce之间能够承受的最高反向工作电压。要求UCE<UCEO否则损坏三极管4.集电极最大允许电流ICM三极管Ic增大时，β会下降，当β下降到正常值的三分之二时所对应的Ic为最大允许电流。5.最大耗散功率PCM

正常工作时会产生功耗PC=UCEIC,如果太高,会发热损坏。PCM是保证三极管能维持正常工作的最大耗散功率。保证PC<PCM温度对三极管特性的影响温度对三极管的工作情况的影响较大，主要表现在三个方面：1.对β的影响三极管的β随温度的升高而增大，其结果是在IB不变的的情况下，集电极电流增大，管压