（精）电工学半导体器件.ppt

§10.4 半导体三极管 10.4.1 基本结构 B E C N N P 基极 发射极 集电极 NPN型 P N P 集电极 基极 发射极 B C E PNP型 B E C NPN型三极管 B E C PNP型三极管 三极管符号 N P N C B E P N P C B E B E C N N P 基极 发射极 集电极 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 发射结 集电结 B E C N N P 基极 发射极 集电极 + + + + + + + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ + + + + + + + + + + + + + 10.4.2 电流放大原理 B E C N N P EB RB Ec 发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。 IE 1 进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IB ，多数扩散到集电结。 IB ＋ ＋ ＋ － ＋ － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － B E C N N P EB RB Ec IE 从基区扩散来的电子漂移进入集电结而被收集，形成IC。 IC 2 IC IB 要使三极管能放大电流，必须使发射结正偏，集电结反偏。 ＋ ＋ ＋ － ＋ － － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － 静态电流放大倍数 静态电流放大倍数，动态电流放大倍数 ? = IC / IB IC = ?IB 动态电流放大倍数 IB ： IB +? IB IC ： IC +? IC ? = ? IC / ? IB 一般认为： ? = ?= ?，近似为一常数， ?值范围：20~100 ? IC = ? ? IB 10.4.3 特性曲线 IC mA ?A V V UCE UBE RB IB USC USB 实验线路(共发射极接法) C B E RC IB 与UBE的关系曲线（同二极管） （1）输入特性 IB(?A) UBE(V) 20 40 60 80 0.4 0.8 UCE?1V 死区电压，硅管0.5V 工作压降： 硅管UBE ? 0.7V （2）输出特性(IC与UCE的关系曲线) IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 3 6 9 12 40?A 60?A Q Q’ ? = IC / IB =2 mA/ 40?A=50 ? = ? IC / ? IB =(3-2)mA/(60-40) ?A=50 ? = IC / IB =3 mA/ 60?A=50 输出特性 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 3 6 9 12 IB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 当UCE大于一定的数值时，IC只与IB有关，IC=?IB , 且 ? IC = ? ? IB 。此区域称为线性放大区。 此区域中UCE?UBE,集电结正偏，?IBIC，UCE?0.3V称为饱和区。 此区域中 : IB=0 , IC=ICEO , UBE 死区电压,，称为截止区。 输出特性三个区域的特点: (1) 放大区 IC=?IB , 且 ? IC = ? ? IB ， BE结正偏，BC结反偏 (2) 饱和区 IC达饱和， IC与IB不是?倍的关系， ?IBIC 。BE结正偏，BC结正偏 ，即UCE?UBE （UCE?0.3V ，UBE?0.7V） (3) 截止区 UBE 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO ?0 （ ICEO穿透电流，很小， ?A 级） 例： ?=50， USC =12V， RB =70k?， RC =6k? 当USB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位 于哪个区？ USB =-2V， IB=0 ， IC=0， Q位于截止区 USB =2V， IB= (USB -UBE)/ RB =(2-0.7)/70=0.019 mA IC= ?IB =50?0.019=0.95 mA ICS =2 mA ， Q位于放大区 IC最大饱和电流ICS = (USC -UCE)/ RC =(12-0)/6=2mA IC UCE IB USC RB USB C B E RC UBE IC UCE IB USC RB USB C B E RC ?=50， USC =12V， RB =70k?， RC =6k? 当USB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位 于哪个区？ USB =5V， IB= (USB -UBE)/ RB =(5-0.7)/70=0.061 mA IC= ?IB =50?0.061=3.05 mA ICS =2 mA ， Q位于饱和区(实际上，此时IC和IB 已不是?的关