三极管的结构和工作原理.ppt

发射结处于正向偏置，且对于硅管|VBE|=0.7V，锗管|VBE|=0.2V； 三极管正常工作时集电极所允许的最大工作电流 本节重点 三极管的工作原理 作 业 P261 [P2.14] 根据 可得小信号模型 BJT的H参数模型 vbe= hieib+ hrevce ic= hfeib+ hoevce vBE vCE iB c e b iC BJT双口网络 H参数等效电路 H参数等效电路中需注意的几点 h参数小信号模型是用于交流分析的，不能用于直流分析。 h参数是在某个静态工作点测得的，其数值与静态工作点有关。 h参数中的电流源和电压源都是受控源，其方向不能随意假定。 hfeib ic vce ib vbe hrevce hie hoe 即 rbe= hie ? = hfe ur = hre rce= 1/hoe 一般采用习惯符号 则BJT的H参数模型为 ? ur很小，一般为10-3?10-4 ， ? rce很大，约为100k?。故一般可忽略它们的影响，得到简化电路 ? ? ib 是受控源 ，且为电流控制电流源(CCCS)。 ? 电流方向与ib的方向是关联的。 H参数简化等效电路 ? ib ic vce ib vbe uT vce rbe rce r H参数的确定 ? ? 一般用测试仪测出； ? rbe 与Q点有关，可用图示仪测出。 一般也用公式估算 rbe rbe= rb + (1+ ? ) re 其中对于低频小功率管 rb≈200? 则 而 (T=300K) 跨导gm 衡量晶体管输出电流随输入电压变化的物理量 概念： 对于共射电路 e b c 厄利电压VA 概念： 反映iC～vCE曲线在线性区内水平程度（即斜率）的参数 基区宽度调制效应 vCB↑ vCE↑时 集电结空间电荷层厚度↑ 基区变窄 基区复合减少 iC↑ ，输出曲线向上倾斜 三极管的特性曲线 三极管的参数 三极管的小信号等效电路 P260 [P2.12](1)(2)(4) * * §2.2.1 三极管的结构和工作原理 分类 按频率分有高频管、低频管 按功率分有小、中、大功率管 按材料分有硅管、锗管 按结构分有NPN型和PNP型 国产三极管的命名方式 3 D G 6 三极管 表示器件材料和极性 高频管 设计序号 A：PNP锗材料 B：NPN锗材料 D：NPN硅材料 C：PNP硅材料 三极管的不同封装形式 金属封装 塑料封装 大功率管 中功率管 半导体三极管的结构示意图如下图所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。 两种类型的三极管 发射结(Je) 集电结(Jc) 基极，用B或b表示（Base） 发射极，用E或e 表示（Emitter）； 集电极，用C或c 表示（Collector）。 发射区 集电区 基区 三极管符号 三极管的结构 结构特点： ? 发射区的掺杂浓度最高； ? 集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大； ? 基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低。 管芯结构剖面图 三极管的电流分配与放大作用 正常放大时外加偏置电压的要求 bc结反偏 be结正偏 问：若为PNP管，图中电源极性如何？ 发射结应加正向电压（正向偏置） 集电结应加反向电压（反向偏置） 三极管内载流子的传输过程 动画2－1 三极管内载流子的传输过程 2.电子在基区中的扩散与复合 3.集电区收集扩散过来的电子 另外,基区集电区本身存在的少子， 在集电结上存在漂移运动，由此形成电流ICBO 三极管内有两种载流子参与导电，故称此种三极管 为双极型三极管，记为BJT 1.发射区向基区注入电子 IE=IB＋IC 三极管三个电极间的分配关系 IE=IBN＋ICN IB=IBN－ICBO IC=ICN＋ICBO 较大的ΔiE 如(1mA) ΔVO= ΔiCRL (较大) ΔiC(较大) 如(0.98mA) 较小ΔVI 如(20mV) 三极管的放大作用 正向时PN结电流与电压成指数关系 ΔVO iB=IB+△iB iC=iE=IC+ΔiC iE=IE+ΔiE + - + _ e c b RL ΔVI 电压放大倍数 三极管基区的电流传递作用 三极管的放大作用,主要是依靠它的IE能通过基区传输,然后顺利到达集电极而实现的。故要保证此传输,一方面要满足内部条件,即发射区掺杂浓度要远大于基区掺杂浓度,基区要薄;另一方面要满足外部条件,即发射结正偏,集电结要反偏。 输入电压的变化,是通过其改变输入电流,再通过输入电流的传输去控制输出电压的变化,所以是一种电流控制器