电工电子技术（第3版） 课件 5.2三极管

三极管田玉主讲老师：电工电子技术

知识目标01

1.认识三极管结构、类型及参数2.认识三极管的伏安特性3.认识三极管的电流放大和开关作用能力目标021.会利用三极管导电特性分析三极管的应用

思政目标03建立内因与外因关系的辩证分析思维，同时启迪我们要修好内功，在快速发展大环境下终会实施抱负

学习目标K知识引入划时代的器件——半导体晶体管诞生:美国物理学家巴丁(J.Bardeen)、布拉顿(W.Brattain)、肖克利(W.B.Shockley),三位分享了1956年诺贝尔物理奖，成立的肖克利电子公司也就是现在闻名世界的硅谷NNP发射极E基极B集电极C发射结集电结—基区—发射区—集电区emitterbasecollectorPPNEBC分类：按材料分：硅管、锗管按结构分：

NPN、PNP按使用频率分：

低频管、高频管按功率分：小功率管<500mW中功率管0.5

1W大功率管>1WNPN型ECBPNP型ECB一、晶体三极管结构、分类及符号（一）晶体管结构及分类集电区体积较大，且为了顺利收集边缘载流子，掺杂浓度较低。基区做得很薄，一般为几个微米，且掺杂浓度很低。发射区掺杂浓度很高，以便有足够的载流子供“发射”。内部条件一、晶体三极管结构、分类及符号（一）晶体管结构及分类二、晶体三极管工作分析（一）电流放大NNPUBBRB＋－UCCRC＋－IEICIB(1)由于发射结正偏，发射区的多数载流子自由电子将不断扩散到基区，并不断从电源补充进电子，形成发射极电流IE。(2)由于基区很薄，且多数载流子浓度又很低，所以从发射区扩散过来的电子只有很少一部分和基区的空穴相复合形成基极电流IB。发射区向基区发射的电子数等于基区复合掉的电子与集电区收集的电子数之和，即：IE=IB+IC以NPN型为例（3）由于集电结反偏，且面积大，在外电场作用下大部分扩散到基区的电子漂移到集电区，形成较大的集电极电流IC，称为三极管电流放大作用。二、晶体三极管工作分析（二）三极管静态电流放大与动态放大IB/mA-0.00100.010.020.030.040.05IC/mA0.0010.010.561.141.742.332.91IE/mA00.010.571.161.772.372.961.

任何一列电流关系符合IE=IB+IC，IB<IC<IE,IC

IE。2.

当IB有微小变化时，

IC

较大，具有电流放大能力。3.

在表的第一列数据中，IE=0

（开路）时，IC=0.001mA=ICBO，

ICBO称为反向饱和电流。4.在表的第二列数据中，IB=0（开路）时，IC=0.01mA=ICEO，

ICEO称为穿透电流。β值称为三极管的动态电流放大系数，三极管既有静态电流放大又有动态电流放大。

二、晶体三极管工作分析（三）三极管开关作用当发射结正偏，集电结正偏，发射区发射电子，但集电结无法收集发射区发射到基区的电子，两个PN结都正偏，电压很小，近似为0，三极管处于饱和状态，集射极间相当于短路----开关闭合当发射结反偏，集电结反偏，发射区发射电子为0，则基极和集电极电流都为0，这时在三个电极只有很小反向漂移电流，视为0，三极管处于截止状态，集射极间相当于开路----开关断开三极管有电流放大作用和开关作用，取决于外部条件给与发射结和集电结的偏置电压，这两种作用的应用形成了模拟电子技术和数字电子技术两个学科。ECBceECBec二、晶体三极管工作分析三极管有电流放大作用和开关作用，取决于外部条件。学与悟三极管可实现放大和开关作用，这是内因，作为事物的根本，在不同外因条件下发挥不同作用，启发我们建立辩证分析思维，同时启迪我们要修好内功，在快速发展大环境下终会实施抱负。三、晶体三极管特性（一）输入特性曲线特性曲线是指各极电压与电流之间的关系曲线，是三极管内部载流子运动的外部表现。输入特性是指在晶体管输出端电压为常数时，输入端电压与电流函数关系所反映出来的特性。对于小功率晶体管，UCE等于1V的一条输入特性曲线可以取代UCE大于1V的所有输入特性曲线。当发射结电压由0逐渐增大，发射结正向导通，与二极管的正向特性非常相似导通电压UBE取0.7V取0.3VSi管：Ge管：先把IB调到某一固定值保持不变。当IB不变时，输出回路中的电流IC与管子输出端电压UCE之间的关系曲线称为输出特性。然后调节UCC使UCE从0增大，观察毫安表中IC的变化并记录下来。UCEUBBUCCRC++RBICIBUBEmAAIE根据记录可给出IC随UCE变化的伏安特性曲线，此曲线就是晶体管的输出特性曲线。IBUCE/VIC

/mA0三、晶体三极管特性（二）输出特性曲线UBBUCCRC++RBICIBUBEmAAIE再调节IB1至另一稍小的固定值上保持不变。仍然调节UCC使UCE从0增大，继续观察毫安表中IC的变化并记录下来。UCE根据电压、电流的记录值可绘出另一条IC随UCE变化的伏安特性曲线，此曲线较前面的稍低些。UCE/VIC

/mA0IBIB1IB2IB3IB=0如此不断重复上述过程，我们即可得到不同基极电流IB对应相应IC、UCE数值的一组输出特性曲线。输出曲线开始部分很陡，说明IC随UCE的增加而急剧增大。当UCE增至一定数值时(一般小于1V)，输出特性曲线变得平坦，表明IC基本上不再随UCE而变化。这被称为恒流特性。（二）输出特性曲线当IB一定时，从发射区扩散到基区的电子数大致一定。当UCE超过1V以后，这些电子的绝大部分被拉入集电区而形成集电极电流IC

。之后即使UCE继续增大，集电极电流IC也不会再有明显的增加，集射极间表现出恒流特性。UCE/VIC

/mA020AIB=040A60AIB=100A80A43211.52.3当IB增大时，相应IC也增大，输出特性曲线上移，且IC增大的幅度比对应IB大得多。这一点正是晶体管的动态电流放大作用。从输出特性曲线可求出三极管的电流放大系数β。ΔIB=40A取任意两条特性曲线上的平坦段，读出其基极电流之差；再读出这两条曲线对应的集电极电流之差ΔIC=1.3mA；ΔIC于是我们可得到三极管的电流放大倍数：

β=ΔIC/ΔIB=1.3÷0.04=32.5（二）输出特性曲线UCE/VIC

/mA020AIB=040A60AIB=100A80A43211.52.3输出特性曲线上一般可分为三个区饱和区。当发射结和集电结均为正向偏置时，三极管处于饱和状态。此时集电极电流IC与基极电流IB之间不再成比例关系，IC几乎不随IB的变化而变化，达到饱和截止区。当发射结和集电结均为反向偏置时，基极电流IB等于0，晶体管处于截止状态。IC和

IE也近似为0，这时三个电极有很小反向饱和电流。放大区晶体管工作在放大状态时，发射结正偏，集电结反偏。在放大区，集电极电流与基极电流之间成β倍的数量关系，即晶体管在放大区时具有电流放大作用。（二）输出特性曲线1.电流放大系数极限参数2.集电极最大允许电流ICMUCE/VIC

/mA0IB=043211.52.33.反向击穿电压U(BR)CEOcebUC