双极性三极管精讲.ppt

半导体三极管 第 2 章 Semiconductor Transistor 2.1.1　BJT 的结构 2.1.2　BJT 的电流分配与放大原理 2.1.3　BJT 的特性曲线 2.1　双极型三极管 2.1.4　BJT 的使用常识 2.1.1 BJT的结构 一、结构、符号和分类 N N P 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 emitter base collector NPN 型 P P N E B C PNP 型 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 500 mW 中功率管 0.5 ?1 W 大功率管 1 W E C B E C B BJT 外形和引脚 E B C E C B E B C B E C E B C 内部 条件 发射区掺杂浓度高 基区薄且掺杂浓度低 集电结面积大 外部 条件 发射结正偏: UC UB UE 集电结反偏: UC UB UE BJT与电源连接方式 NPN Rc VCC IB IE Rb + UBE ? + UCE ? VBB c e b IC 输入回路 输入回路 PNP Rc VCC IB IE Rb + UBE ? + UCE ? VBB c e b IC 2.1.2 BJT 的电流分配和放大原理 一、BJT 处于放大状态的条件 2. 满足放大条件的三种电路 共发射极 e c b 输入 输出 e c b 输入 输出 共集电极 共基极 c e b 输入 输出 二、 BJT的载流子的传输过程 1 发射区向基区注入多子电子， 形成发射极电流 IE。 I CN 多数向 BC 结方向扩散形成 ICN。 IE 少数与空穴复合，形成 IBN 。 I BN 基区空 穴来源 基极电源提供 IB 集电区少子漂移 ICBO I CBO IB IBN ? IB + ICBO 即： IB IBN – ICBO 3 集电区收集扩散过来的载流子形成集电极电流 IC IC I C ICN + ICBO 基区空穴运动因浓度低而忽略 2 电子到达基区后 BJT载流子运动过程 　　当管子制成后，发射区载流子浓度、基区宽度、集电结面积等确定，故电流的比例关系确定，即： IB I BN ? ICBO IC ICN + ICBO 三、BJT 的电流分配关系 IE IC + IB 穿透电流 三、BJT 的放大作用 Rc VCC IB IE Rb + UBE ? + UCE ? VBB c e b IC + ? ?UI + ?IB + ?IC + ?IE 1 ?IE ?IC + ?IB 1+ ? ?IB ?IC ? ?IB ?UCE ?UCE – ?UR – ?IC RC 电压放大倍数: Rc VCC IB IE Rb + UBE ? + UCE ? VBB c e b IC 例 2.1.1 输入电压?UI 30 mV, 引起 ?IB 30 ?A,设? 40， RC 1 k?，求 ?IC、Au。 解： ?IC ? ?IB 40 ? 30 ?A 1.2 mA ?UO ?UCE – ?IC RC 1.2 mA ? 1 k? 1.2 V 2.1.3 BJT 的特性曲线 一、共发射极输入特性 输入 回路 输出 回路 与二极管特性相似 iB iE iC O 特性基本重合 电流分配关系确定 特性右移 因集电结开始吸引电子 导通电压 uBE 硅管： 0.6 ? 0.8 V 锗管： 0.2 ? 0.3 V 取 0.7 V 取 0.2 V +VCC Rc C1 C2 RL + Rb + ui ? + uo ? + uBE ? + uCE ? iB Rb + uBE ? VCC + ? VCC Rb 二、共发射极输出特性 iC / mA uCE /V 50 μA 40 μA 30 μA 20 μA 10 μA IB 0 O 2 4 6 8 4 3 2 1 ICEO 水平部分为何略上翘？ 由于uCE增大时，集电结空间电荷区变宽，基区变窄，使载流子在基区复合的机会减小，即电流放大系数?增大，称基区宽度调制效应。 三、PNP型 BJT共发射极特性曲线 输入特性 O 0.1 0.2 0.3 0.4 80 60 40 20 iB /μA – uBE /V 输出特性 iC / mA – uCE /V 80 μA 60 μA 40 μA 20 μA IB 0 O 2 4 6 8 4 3 2 1 Rc VCC Rb +