电子技术1-2(双极型晶体管)要点.ppt

先突出主要矛盾，讲发射电子的运动及形成的电流；再讲少子的运动及对各极电流的影响。 * 三极管的结构和类型 双极型晶体管（BJT）是由三层杂质半导体构成的器件。它有三个电极，所以又称为半导体三极管、晶体三极管等，以后我们统称为晶体管。 晶体管的原理结构如图所示。组成晶体管的三层杂质半导体是N型-P型-N型结构的称为NPN管，组成结构为P型-N型-P型结构的称为PNP管。一般情况下NPN型管为硅管，PNP型管为锗管。 三极管在结构工艺上有三个特点： ①基区做的很薄； ②发射区和集电区半导体类型相同，但发射区杂质浓度远大于集电区； ③集电结面积比发射结面积大。 三极管电流控制作用 当晶体管处在发射结正偏、集电结反偏的放大状态下，可构成如图电路。 uI为信号源，VBB为输入端偏置电源，VCC为输出端偏置电源。uI信号通过基极-发射极端口输入，uO信号通过集电极-发射极端口输出。电路中，发射极成为输入、输出端口的公共端，因此这种电路称为共发射极放大电路（共射电路）。 扩散运动形成发射极电流IE，复合运动形成基极电流IB，漂移运形成集电极电流IC。 少数载流子的运动 因发射区多子浓度高使大量电子从发射区扩散到基区 因基区薄且多子浓度低，使极少数扩散到基区的电子与空穴复合 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 基区空穴的扩散 晶体管内载流子的运动和各极电流 发射结正偏，多子的扩散占优势，发射区电子越过发射结注入基区，形成电子注入电流IEN。同时，基区空穴向发射区注入，形成空穴注入电流IEP。发射区掺杂浓度高，所以IEP 很小可以忽略不计。发射极电流IE≈IEN。 发射区向基区注入电子 电子在基区中的运动 注入基区的电子在发射结处浓度最大，而在集电结处浓度最小，电子继续向发射结方向扩散。在扩散过程中，部分电子与基区空穴复合。但基区很薄且空穴浓度低，所以被复合的电子极少，绝大部分电子都能扩散到发射结边缘。 集电区收集基区电子 集电结反偏，在结内有较强电场。扩散到发射结边缘的电子在其作用下漂移进入集电区，形成集电区的收集电流ICN。该电流是构成集电极电流IC的主要部分。 电流分配关系和电流放大系数 由以上分析可知，晶体管三个电极上的电流与内部载流子传输形成的电流之间有如下关系： 除发射结中自由电子的运动外，集电区的少子（空穴）和基区的少子（自由电子）也会参与漂移运动，形成反向饱和电流ICBO，一般很小，往往忽略不计。若考虑反向饱和电流的影响，则由如下方程，其中ICEO称为反向穿透电流。 三极管的共射特性曲线 晶体管伏安特性曲线是描述晶体管各极电流与极间电压关系的曲线，它对于了解晶体管的导电特性非常有用。晶体管有三个电极，通常用其中两个分别作输入、输出端，第三个作公共端，这样可以构成输入和输出两个回路。实际中，有图所示的三种基本接法（组态），分别称为共发射极、共集电极和共基极接法。其中，共发射极接法更具代表性，所以我们主要讨论共发射极伏安特性曲线。 晶体管共发射极特性曲线 因为有输入输出两个回路，所以晶体管特性曲线包括两组特性曲线。这两组曲线可以用晶体管特性图示仪直接显示出来，也可以用测试电路逐点测出。 一、共发射极输出特性曲线 测量电路如图所示。共射输出特性曲线是以iB为参变量时，iC与uCE间的关系曲线，即 典型的共射输出特性曲线如图所示。由图可见，输出特性可以划分为三个区域，对应于三种工作状态。现分别讨论如下。 1.放大区 发射结正偏，集电结反偏的工作区域为放大区。由图可以看出，在放大区有以下两个特点： ①基极电流iB对集电极电流iC有很强的控制作用，即iB有很小的变化量ΔIB时， iC就会有很大的变化量ΔIC。为此，用共发射极交流电流放大系数β来表示这种控制能力。β定义为： 反映在特性曲线上，为两条不同IB曲线的间隔。 ② uCE变化对IC的影响很小。在特性曲线上表现为，iB一定而uCE增大时，曲线几乎平行于横轴，仅略有上翘（iC略有增大），iC几乎仅仅取决于iB。 先突出主要矛盾，讲发射电子的运动及形成的电流；再讲少子的运动及对各极电流的影响。 *