第3章节节半导体二极管与三极管.ppt

VDZ R 使用稳压管需要注意的几个问题： 图 3.2.4　稳压管电路 UO IO + IZ IR UI + 　　1. 外加电源的正极接管子的 N 区，电源的负极接 P 区，保证管子工作在反向击穿区； RL 　　2. 稳压管应与负载电阻 RL 并联； 　　3. 必须限制流过稳压管的电流 IZ，不能超过规定值，以免因过热而烧毁管子。 3.3半导体三极管 　　又称半导体三极管、晶体管，或简称为三极管。 (Bipolar Junction Transistor) 三极管的外形如下图所示。 　　三极管有两种类型：NPN 和 PNP 型。主要以 NPN 型为例进行讨论。 图 3.3.1　三极管的外形 3.3.1　三极管的结构 　　常用的三极管的结构有硅平面管和锗合金管两种类型。 图3.3.2　三极管的结构 (a)平面型(NPN) (b)合金型(PNP) N e c N P b 二氧化硅 b e c P N P e 发射极，b基极，c 集电极。 平面型(NPN)三极管制作工艺 N c SiO2 b 硼杂质扩散 e 磷杂质扩散 磷杂质扩散 磷杂质扩散 硼杂质扩散 硼杂质扩散 P N 　　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)，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。引出三个电极即可。 　　合金型三极管制作工艺：在 N 型锗片(基区)两边各置一个铟球，加温铟被熔化并与 N 型锗接触，冷却后形成两个 P 型区，集电区接触面大，发射区掺杂浓度高。 图 3.3.3　三极管结构示意图和符号　　(a)NPN 型 e c b 符号 集电区 集电结 基区 发射结 发射区 集电极 c 基极 b 发射极 e N N P 三极管内部结构要求： N N P e b c N N N P P P 　　1. 发射区高掺杂。 　　2. 基区做得很薄。通常只有几微米到几十微米，而且掺杂较少。 　　三极管放大的外部条件：外加电源的极性应使发射结处于正向偏置状态，而集电结处于反向偏置状态。 3. 集电结面积大。 3. 3. 2三极管放大条件和放大原理 b e c Rc Rb 三极管中载流子运动过程 I E IB 　　1. 发射　发射区的电子越过发射结扩散到基区，基区的空穴扩散到发射区—形成发射极电流 IE (基区多子数目较少，空穴电流可忽略)。 　　2. 复合和扩散　电子到达基区，少数与空穴复合形成基极电流 Ibn，复合掉的空穴由 VBB 补充。 　　多数电子在基区继续扩散，到达集电结的一侧。 图 3.3.4　三极管中载流子的运动 b e c I E I B Rc Rb 三极管中载流子运动过程 　　3. 收集　集电结反偏，有利于收集基区扩散过来的电子而形成集电极电流 Icn。 　　其能量来自外接电源 VCC 。 I C 　　另外，集电区和基区的少子在外电场的作用下将进行漂移运动而形成反向饱和电流，用ICBO表示。 ICBO 图 3.3.5　三极管中载流子的运动 三极管的电流分配关系 1. 任何一列电流关系符合 IE = IC + IB，IB IC IE, IC ? IE。 　　2. 当 IB 有微小变化时， ? IC 较大。说明三极管具有电流放大作用。 3. 共射电流放大系数 共基电流放大系数 输出 回路 输入 回路 + UCE - 3.3.3　三极管的特性曲线 　　特性曲线是选用三极管的主要依据，可从半导体器件手册查得。 IB UCE 图 3.3.6　三极管共射特性曲线测试电路 IC VCC Rb VBB c e b Rc V ? + V ? + ?A ? + + ? mA 输入特性： 输出特性： + UCE - + UCE - IB IB IB UBE 一、输入特性 (1) UCE = 0 时的输入特性曲线 Rb VBB c e b IB + UBE _ VBB IB + UBE _ b c e O IB/?A 当 UCE = 0 时，基极和发射极之间相当于两个 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性。 　　(2) UCE 0 时的输入特性曲线 　　当 UCE 0 时，这个电压有利于将发射区扩散到基区的电子收集到集电极。 UCE UBE，三极管处于放大状态。 * 特性右移(因集电结开始吸引电子) O IB/?A IB UCE IC VCC Rb VBB c e b RC V ? + V ? + ?A ? + + ? mA UBE 　　* UCE ≥ 1 V，特性曲线重合。 图 3.3.7　三极管共射特性曲线测试电路 图 3.3.8　三极管的输入特性 二、输出特性 图 3.3.9　NPN 三极管的输