放大器基本原理三极管要点课件.pptVIP

第二章放大器基本原理第二节晶体三极管1、三极管的结构2、三极管的电流分配及放大原理3、三极管的特性曲线4、三极管的主要参数

?三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件。?其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。?是半导体基本元器件之一，是电子电路的核心元件。

?1947年12月23日，美国贝尔实验室里，3位科学家——巴丁博士、布喇顿博士和肖克莱博士在进行用半导体晶体把声音信号放大的实验中发现，在他们发明的器件中通过的一部分微量电流，竟然可以控制另一部分流过的大得多的电流，因而产生了放大效应。?这个器件，就是在科技史上具有划时代意义的成果——晶体管。因它是在圣诞节前夕发明的，而且对人们未来的生活发生如此巨大的影响，所以被称为“献给世界的圣诞节礼物”。?这3位科学家因此共同荣获了1956年诺贝尔物理学奖。?晶体管促进并带来了“固态革命”，进而推动了全球范围内的半导体电子工业。作为主要部件，它及时、普遍地首先在通讯工具方面得到应用，并产生了巨大的经济效益。彻底改变了电子线路的结构，集成电路以及大规模集成电路应运而生，这样制造像高速电子计算机之类的高精密装置就变成了现实。

约翰·巴丁(JohnBardeen)美国物理学家，电气工程师。一位两次获得诺贝尔物理学奖章的得主。1956年同W·H·布喇顿和W·肖克莱因发明晶体管获得诺贝尔物理学奖。1972年，同L·N·库珀和J·R·施里弗因提出低温超导理论获得诺贝尔物理学奖。肖克莱（WilliamBradfordShockley，1910年－1989年）美国物理学家。1936年获麻省理工学院博士学位。“晶体管之父”。在20世纪50、60年代对晶体管商业化的推动，促进了“硅谷”成为电子产业创新的温床。

三极管分类按内部结构分：NPN型和PNP型管；按工作频率分：低频和高频管；按功率分：小功率和大功率管；按用途分：普通管和开关管；按半导体材料分：锗管和硅管等等。

大功率管中功率管小功率管

1、三极管的结构工艺：在N型硅片(集电区)氧化膜上刻一个窗口，将硼杂质进行扩散形成P型(基区)，基区做的很薄（微米甚至纳米数量级）且杂质浓度很低；再在P型区上刻窗口，将磷杂质进行扩散，形成N型的发射区，发射区的掺杂浓度远远高于基区和集电区。再引出三个电极。

?三极管的结构*结构示意如下图所示C(Collector)集电极集电结PN集电区发射结B(Base)PN基极PN基区发射区E(Emitter)发射极三极管的结构示意图三极管的符号

多子浓度很高面积大很薄，多子浓度低晶体管有三个极、三个区、两个PN结。

2、三极管的电流分配及放大原理?*发射结正向偏置T放大作用的外部条件?*集电结反向偏置l将一个NPN型的三极管接成共射极接法的放大电路，如右图。?1.载流子运动规律：?发射区：发射载流子；?集电区：收集载流子；?基区：传送和控制载流子。三极管共射极接法

三极管的放大作用和载流子的运动少数载流因集电区面积大，在外电场作用下大部分扩散到基区的电子漂移到集电区子的运动（电流很小）因基区薄且多子浓度低，使扩散到基区的电子（非平衡少子）中的极少数与空穴复合因发射区多子浓度高使大量电子从发射区扩散到基区扩散运动形成发射极电流I，复合运动形成基极电E流I，漂移运动形成集电极电流I。BC

?2.电流分配关系?(1)根据基尔霍夫定律有：?(2)据上述分析有：电流分配示意图?(3)三极管的电流放大倍数：

?电流分配：I＝I＋IEBCIE－扩散运动形成的电流IB－复合运动形成的电流IC－漂移运动形成的电流直流电流放大系数交流电流放大系数

?结论：?(1)?(2)?体现了电流放大作用，故称三极管为电流控制型元件。

3、三极管共发射极接法的特性曲线?3.1输入特性曲线?(1)表述：当集-射极电压U为常数时，输入电路(CE基极电路)中基极电流I与基—射极电压U之间的B关系曲线，称为输入特性曲线。BEl(2)表达式：测量三极管特性的电路

实验电路：当集-射极电压UCE为常数时，输入电路(基极电路)中基极电流I与基—射B极电压U之间BE的关系曲线，称为输入特性曲线。

晶体管的共射输入特性为什么像PN结的伏安特性？为什么U增大,曲线会右移？CE为什么U增大到一定值以后，CE曲线右移就不明显了？对于小功率晶体管，U大于1V的一条输入特性曲线CE可以取代U大于1V的所有输入特性曲线。CE

3.2输入特性分析当U=0时，基极和发射CE极之间相当于两个PN结并联。所以，当b、e之间加正向电压时，应为两个二极管并联后的正向伏安特