模拟电子技术第一章.ppt

二.晶体管的电流分配关系 设由发射极区扩散所形成的电子电流为IEN,极区向发射区扩散所形成的空穴电流为IEP,极区内复合运动所形成的电流为IBN,基区内非常平衡少子漂移至集电区所形成的电流为ICN,平衡少子在集电极区与基区之间的漂移运动所形成的电流为ICBO,见图1.3.4中所标注 . 三晶体管的共射电流放大系数 电流 ICN与IB之比称为共射极直流放大系数β,根据式(1.3.2)和(1.3.3)可得 1.3.3 晶体管的共射极特性曲线 晶体管的输入特性和输出 特性曲线描述各电极之间电压\电流之间的关系,用于对晶体管的性能\参数和晶体管电路的分析估算. 一:输入特性曲线 输入特性曲线描述了在管压降UCE一定的情况下,基极电流iB与发射结压降uBE之间的函数关系,即: 图1.3.5 晶体管的输入特性曲线 二.输出特性曲线 (1)截止区:其特性是发射结电压小于开启电压Uom且集电结反向偏置. (2)放大区:其特征是发射结正向偏置且集电结反向偏置. (3)饱和区:其特征是发射结与集电结均处于正向偏置. 图1.3.6 晶体管的输出特性曲线 1.3.4 晶体管的主要参数 一.直流参数 1.共射直流电流系数 2.共基直流电流放大系数 3.极间反向电流:ICBO是发射极开路时集电结的反向饱和电流. 二.交流参数 1,共射交流电流放大系数 2.共基交流电流放大系数 3.特征频率 三.极限参数 1.最大集电极耗散功率PCM 决定于晶体管的温升. 2.最大集电极电流 3.极间反向击穿电压 晶体管的某一电极开路时,另外的两个电极所允许加的最高反向电压即为极间反向击穿电压. 图1.3.7 晶体管的极限参数 1.3.5温度对晶体管特性及参数的影响 一.温度对ICBO的影响 因为ICBO是集电结加反向电压时平衡少子的漂移运动形成的,所以,当温度升高时,热运动加剧,使更多的价电子有足够的能量挣脱共价键的束缚,从而使少子浓度增大. 温度每升高10 ℃,ICBO增加约一倍. 二.温度对输入特性的影响 与二极管伏安特性相类似,当温度升时,正向特性将左移,反之将右移,如图1.3.8所示. 图1.3.8 温度对晶体管输入特性的影响 三.温度对输出特性的影响 图1.3.9所示为一只晶体管在温度变化时输出特性变化的示意图,实线所示为20℃时的特性曲线,虚线所示为60 ℃时的特性曲线,且I’B1、 I’B2 、I’B3、分别等于IB1、IB2、IB3.当温度从20 ℃升高到60 ℃时,则集电极电流的变化量△i’c △ic,说明温度升高时β增大 温度升高时,导致集电极电流增大.. 图1.3.9 温度对晶体管输出特性的影响 1.3.6光电三极管 光电三极管依据光照的强度来控制集电极电流的大小,其功能可等效为一只光电二极管与一只晶体管相连,并仅引出集电极与发射极,如图1.3.10所示.其符号如图(b)所示,常见外形如图(c)所示. 见右图 图1.3.10 光电三极管的等效电路、符号和外形 光电三极管特性曲线 光电三极管与普通三极管的输出特性曲线相类似,只是将参数变量基极电流IB用入射光照度E取代,如图1.3.11所示. 使用光电三极管时,也应该特别注意其反向击穿电压,最高工作电压,最大集电极功耗等极限参数. 图1.3.11 光电三极管的输出特性曲线 1.4场效应管(略讲) 常效应管(FET)是利用输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件,并以此命名.由于它仅靠半导体中的多数载流子导电,又称单极型晶体管. 场效应管的工作原理 为使N沟道结型场效应管正常工作,应在其栅-源之间加负向电压以保证耗尽承受反向电压;在漏-源加正向电压以形成漏极电流既保证了栅-源之间内阻很高的特点,又实现了对沟道电流的控制. 图1.4.1 结型场效应管的结构和符号 1.5单结晶体管和晶闸管 根据PN结外加电压时的工作特点,还可以由PN结构其它类型的三端器件.本节将介绍利用一个PN结构成的具有负阻特性的器件--单结晶体管以利用三个PN结构成的大功率可控制整流器件--晶闸管. 1.5.1单结晶体管的结构和等效电路 在一个低参杂的N型硅棒上利用扩散工艺形成一个高参杂P区,在P区与N区接触面形成PN结,就构成单结晶体管(UJT) 其结构示意图如图1.5.1(a)所示,单结晶体管因有两个基极,故也称为双基极晶体管.其符号如图(b)所示. 单结晶体管的等效电路如图(c)所示, 图1.5.1 单结晶体管的结构示意图和等效电路 二.工作原理和特性曲线 单结晶体管的发射电流IE与e-b1间电压UEB1的关系曲线称为特性曲线.特性曲线的测试电路如图1.5.2(a)所示,虚线筐内单结晶体管的等效电路. 单极晶体管的特性曲线如图所示1.5.2 图1.5.2 单结晶体