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1、14 双极型晶体三极管(BJT),141 BJT的工作原理,1BJT结构,双极型晶体管分为NPN管和PNP管两种类型,晶体三极管主要包括双极型晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)两种类型,N 集电区,P基区,N+ 发射区,(B区),（E区）,（C区）,发射极(e),基极(b),集电极(c),NPN管的结构示意图,P 集电区,N基区,P+ 发射区,NPN管的结构示意图,+ UBE0 -,+ UEC0 -,放大偏置状态,iE = iB +iC,发射区杂质密度远大于基区杂质密度。 基区非常薄(01微米到几微米),BJT的发射极与集电极不能交换使用,2BJT放大偏置及电流分配关系,（1）BJT的放
2、大偏置,发射结正向偏置、集电结反向偏置的状态，我们称这种偏置状态为晶体管的放大偏置,对于NPN管，要求UCB0，UBE0。,NPN管：UC UB UE PNP管：UC UB UE,正偏发射结导通电压的典型值分别可取07V(硅)和03V(锗) 。,对于PNP管，要求UCB0，UBE 0。,在电子设备中测得某只放大管三个管脚对机壳的电压如图所示。试判断该管管脚对应的电极，该管的类型以及制造该管的材料,例14,解：将三个电压从小到大排列： ，电位居中的是基极。 与电位差是068V，这是Si管正偏发射结电压，故是发射极， 便是集电极。,因为放大偏置的PNP管发射极电位最高，集电极电位最低，所以该管是P
3、NP硅管,在电子设备中测得某只放大管三个管脚对机壳的电压如图所示。试判断该管管脚对应的电极，该管的类型以及制造该管的材料,例15,(1) 电位居中的是基极。,因为放大偏置的NPN管集电极电位最高，发射极电位最低，所以该管是NPN硅管,解：将三个电压从小到大排列： ，电位居中的 是基极。 与电位差是03V，这是Ge管正偏发射结电压， 故是发射极， 便是集电极。,(2) 基极与另一极电位差约为03V或0.7V的，这一极是是发射极， 03V者为 Ge管， 07V者为 Si管,(3) 第三极为集电极,(4) 集电极电位为最高者是NPN管；集电极电位为最低者是PNP管,正偏发射结使发射区自由电子(多子)
4、向基区注入（扩散），形成电流iEn；,基区空穴(多子)向发射区注入，形成电流iEp,两电流之和构成发射极电流iE =iEn+iEp ，即iEiEn,（2）放大偏置时BJT内部载流子的传输过程, 发射区多子向基区扩散(又称注入),iE n,iEp, 基区非平衡少子向集电结方向边扩散边复合,基区复合电流iB1,EB, 集电区收集基区非平衡少子,集电结反偏，利于结外边界处少子的漂移,iCn1,iCn2,iCp,集电结的反向饱和电流 iCn2 +iCp =ICBO,iB1,iC=iCn1+ICB0 icn1,iC=iCn1+ICB0 icn1,iB=iB1+ iEP -ICB0,ICBO =iCn2
5、+iCp,iE = iC + iB,ICBO是温度的敏感函数，是晶体管工作不稳定的原因之一，故ICBO应该尽量小,ICBO,（3）放大偏置时的电流关系,iC=iCn1+ICB0 icn1, iE与iC的关系,共基极直流电流放大倍数,(ICB00), iC与iB的关系,iE = iC + iB,在温度不变和一定的电流范围内，基本上为常数,穿透电流ICEO,3BJT偏置电压与电流的关系,(1) 发射结正向电压uBE对各极电流的控制作用BJT的正向控制作用,uBE的变化将控制iE 、iB和iC的变化。双极型晶体管也是一种电压控制器件。,iE 、iB、iC之间近似成线性关系，iE 、iB、iC均与uB
6、E近似成指数关系,当集电结反向电压uCB 增加时，集电结会变宽,基区的宽度减小,iB会减小。再由iC =iE -iB ，所以iC会增加,（2）集电结反向电压uCB 对各极电流的影响基区宽度调制效应,4BJT的截止与饱和工作状态,（1）截止状态,当BJT的发射结与集电结均加反向偏置电压时，称BJT偏置于截止状态(或工作于截止区),只有反向饱和电流成分,如果忽略反向饱和电流不计,晶体管三电极的电流均为零,NPN管截止时基极电位最低。对于PNP管，则基极电位此时最高,（2）饱和状态,当BJT的发射结与集电结均加正向偏置电压时，称BJT偏置于饱和状态(或工作于饱和区),偏置于饱和区的NPN管基极电位最高，对于PNP管，则饱和时基极电位最低,BJT的截止与饱和状态其实就是晶体管的开关工作状态,3BJT的偏置方式：,发射结正偏、集电结反偏，BJT处于放大状态 发射结反偏、集电结正偏，BJT处于反向应用状态，（一般不宜 反向应用） 二个PN结均正偏，晶体管处于饱合状态 二个PN结均反偏，晶体管处于截至状态,4、 BJT三种基本组态,共基极(CB) 组态 , 共射极(CE) 组态 , 共集电极(CC) 组态,+ UEB -,+ UCB -,