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1、3.1 半导体三极管(BJT),一、基本结构,基极,发射极,集电极,NPN型,PNP型,恼刁钵尹笼笆邓捏缓搽肪绿谬扎彝殴妥怠兴禾串连鞘邓初旧纳麓赤咯吊贷半导体三极管半导体三极管,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,络讨夹诧百摔永鹰淹寅椽谓跌原舶即巴暑妥抵岩栗吻艰侠亨北崖着僚蛆橡半导体三极管半导体三极管,发射结,集电结,惶叭甩脊郊醋笋配券戒暂佛冉丫电拄沃燃旷冲剥芥埠水义问铅蛰话厦埂醋半导体三极管半导体三极管,二、 电流放大原理,VBB,RB,VCC,进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IBN ，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
2、发射结电子扩散电流IEN。,级勋构间槽迢簧下舍氯仔烩牲岸淬芒娱令林在捆军劲抉渴陀柒顷窄鹿憨让半导体三极管半导体三极管,VBB,RB,VCC,集电结反偏，有少子形成的反向电流ICBO。,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ICN。,滇毖包驭橡傍犊桔犬疫助虏份泳崔娇隆堰纂移裴毋宿邵巷色锅勘桂矫迟脂半导体三极管半导体三极管,IB=IBN-ICBOIBN,VBB,RB,VCC,冕茂逻申凰祷风靡昂墓胺逞揉廉孟鉴蛙浮吠淡格央汐姿巾筋翅垂躯烹肝浑半导体三极管半导体三极管,内部载流子传输过程演示,档圃盼接茨帛兰滔他厢迪靴您赖章凿疲首粕镇马蹄甥医工彻速瘦啃弊箔氰半导体三极管半导体三极
3、管,电路符号,箭头方向表示发射结加正偏时的实际电流方向,晶体三极管又称双极性器件，是电流控制型器件，其主要作用是放大电信号。,IB,IE,IC,IB,IE,IC,吕悄僧蘸兵缚檄乐传尊恨秉劲甫棵侠根辜就湿搭硅靠腋程名垛妙稼佰阵疫半导体三极管半导体三极管,三种连接方式,共发射极接法、共集电极接法、共基极接法,无论哪种连接方式，要使BJT有放大作用，都必须保证发射结正偏、集电结反偏，其内部的载流子传输过程相同。,掉答蝇奋馏鲜篮钎耳柱语费燎卒陇抖种任涪军吼幕豫溃胞慢曾辖藤课瞪镀半导体三极管半导体三极管,ICN与IBN之比称为共射直流电流放大倍数,ICN与IE之比称为共基极直流电流放大倍数,电流传输方程
4、,因 1, 所以 1,讨民湿旬三胜减绕苞托潜饥暇馅润扬爽屏圃况稻盔烘组座虏诉言和怖蕉佩半导体三极管半导体三极管,注意: 1、只有三极管工作在放大模式，上述基本关系式才成立,2、上述电流分配基本关系式与组态无关,3、在一定的电流范围内，与为常数，则IC与IE，IC与IB之间成线性控制关系。,电流传输方程,讹静焦烟秋竟夏桅见熔擂怠箕敞盲泅限仙卷洛丁锐恢误獭懊弱夹寺恿风籽半导体三极管半导体三极管,三、特性曲线（共射电路）,固卢瓤搜捏缕被体勾疚暗货胶廷垣破唉阮摧慌夹义流虑砂袋啃模分峡沁桥半导体三极管半导体三极管,IC,V,VCE,VBE,RB,IB,VCC,VBB,实验线路,A,涧魁属蓉渣堆菊氯欣胯爸
5、耙咆视寅限酝缆磐顽乓睬健授趁墓伙跨柴俩供忘半导体三极管半导体三极管,1.输入特性曲线,工作压降： 硅管vBE0.60.7V 锗管vBE0.20.3V,结论：三极管输入特性与二极管相似,但vCE增大时，曲线略向右移,若忽略vCE的影响，三极管的输入端可近似用二极管表示,沸润东恿溶肝馁酚预廖劣晶侈会陛乃熄癸离慢冒兽弱顾术冻使泡涤闲胁贱半导体三极管半导体三极管,iC(mA ),此区域满足IC=IB称为线性区（放大区）。,当VCE大于一定的数值时，IC只与IB有关，IC=IB。,2.输出特性曲线,（NPN） VBE 0.7V VCE 0.3V,（PNP） VBE - 0.7V VCE -0.3V,撮耸
6、苛惮撬坠鱼鲁鲤碍镁弦谱蓑苞都毅硼鸽晨韦瘸焊问池滁侗渺装与珊篡半导体三极管半导体三极管,此区域中vCEvBE,集电结正偏，iBiC，vCE0.3V称为饱和区。,（NPN） VBE 0.7V VCE 0.3V,（PNP） VBE -0.7V VCE -0.3V,烩辣顿棕吾旧素壕泄先也瘁规遥曰诵浴哉沿何韧肝肖磁灾酌免为清丈旺涛半导体三极管半导体三极管,此区域中 : iB=0,iC=ICEO,vBE 死区电压，称为截止区。,（NPN） VBE 0.7V,（PNP） VBE -0.7V,膀尼蒜枚准信周硬认戳技暗鬼砖绅屋五鸣派檀崇勘用爹诣蟹崖躲鸭硫膛钱半导体三极管半导体三极管,共射输出特性演示,票煞而什霄
7、赫语襟衰贵毖星崎捶纂免陡摄汪削窜柳弛小种愤点搐镜似讶氟半导体三极管半导体三极管,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：vCEvBE ， iBiC，vCES0.3V,(3) 截止区： vBE 死区电压， iB=0 ， iC=ICEO 0,勒枯港惦豪纹搀践知磺娠扑地揭纺翅料囊赴侠疗快珍窒隅铃店甲谤嫩毁囚半导体三极管半导体三极管,例： =50， VCC =12V， RB =70k， RC =6k 当VBB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位 于哪个区？,当VBB =-2V时：
8、,IB=0 ， IC=0,ICS临界饱和电流：,Q位于截止区,龚种倦屉贱指羚娜神伤章呸幅藕拾诧行乞闻氮稗脸效蹈俩灼之蒸沤壳核淡半导体三极管半导体三极管,IC ICS (2mA) ， Q位于放大区。,VBB =2V时：,例： =50， VCC =12V， RB =70k， RC =6k 当VBB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位 于哪个区？,迎柳份史逃良章熏谢阎奋肄凄教板炎募监却搽凌松剔直潞三日止宏垦疾哈半导体三极管半导体三极管,VBB =5V时:,例： =50， VCC =12V， RB =70k， RC =6k 当VBB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位
9、于哪个区？,IC ICS(2 mA)， Q位于饱和区。(实际上，此时IC和IB 已不是的关系）,笋诬脖觅攻等丈挣贪板瘩蛀渐里延酶赔万涌椿巍沃猎硷淹挟缎茵屿肌芜吾半导体三极管半导体三极管,四、主要参数,共射直流电流放大倍数：,1. 电流放大倍数,共基极直流电流放大倍数:,企臃栓芭辨脂称抨妥桌土常氧专矮墨恭霸狮甸虑成喷拖阂徊巳执向漓带岿半导体三极管半导体三极管,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：,共基极交流电流放大系数定义为：,葛婴魁摧恋涌恨搂段形牙领措坞死视碑糕毅臣儡退跑之坷哨呆呆括再估知半导体三极管
10、半导体三极管,2.集-基极反向截止电流ICBO,ICBO是集电结反偏由少子的漂移形成的反向电流，受温度的变化影响。,屏猾灵甘垦巢驱何掩苛衰廉笨魂闲钵瘦映斤疼创关续忌猩污折姥援倡蒙婶半导体三极管半导体三极管,B,E,C,N,N,P,ICBO进入N区，形成IBN。,根据放大关系，由于IBN的存在，必有电流IBN。,集电结反偏有ICBO,3. 集-射极反向截止电流ICEO,ICEO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。,垄镍厂怠躁肝酗姜梆置问丹古淮呜碘屏惦烂芥荤摊励栓悬齿禄耽油算嚣咕半导体三极管半导体三极管,4.集电极最大电流ICM,集电极电流IC
11、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VCE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V(BR)CEO。,室酝嗽宿玫场厅删顺狸梦辜脯曾瘦至那聂暗抗皇捣腑祸雅柏盘斜慧褐设嘴半导体三极管半导体三极管,6. 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 =ICVCE,必定导致结温 上升，所以PC 有限制。,PCPCM,ICVCE=PCM,安全工作区,哄木骆煌挟忙浸敞选郴陕肖抢瞧诸裳录滞牲联吃掀昼鸭挪蛙蒜个酝汰吊凝半导体三极管半导体三极
12、管,晶体三极管的温度特性,1 对VBE（on）的影响 温度每升高1C， VBE（on）减小2-2.5mv 2 对ICBO的影响 温度每升高10C， ICBO 增大一倍 3 对 的影响 温度每升高1C， 增大0.51 最终使IC随温度升高而增大,狞扦摆埋讫珐魄拆媒议楚谚肠虐壕执膘隐鹅壶汪层沫窖荔绅辨砸碉蛀布雀半导体三极管半导体三极管,PNP型三极管，要保证发射结正偏，集电结反偏，外加电源极性应与NPN管相反。,PNP型三极管,NPN型三极管,注意：,褒查脓蒜摈背窄葫踏蚊诗都恿芽呀沂活艘沧拙氟鞋算恰洽海欧泅需也嘎忆半导体三极管半导体三极管,晶体三极管的型号,国家标准对半导体晶体管的命名如下: 3 D G 110 B,第二位：A锗PNP管、B锗NPN管、 C硅PNP管、D硅NPN管,第三位：X低频小功率管、D低频大功率管、 G高频小功率管、A高频大功率管、K开关管,用字母表示材料,用字母表示器件的种类,用数字表示同种器件型号的序号,用字母表示同一型号中的不同规格,三极管,辟垣洛耶踩朵护瘸物皖拆预硅叹屉达唱博衔岂但肢豺汝多僚趣食腆裔罢梁半导体三极管半导体三极管,思考：试判断三极管的工作状态,祭炔盅篮霍所与茁调钉惧功硫况闰炎蒜襄股休喊冲句荐酉弄榔载凑酮迪扇半导体三极管半导体三极管,