PN结形成原理.pptVIP

UCE ≥1V，原因是b、e间加正向电压。这时集电极的电位比基极高，集电结为反向偏置，发射区注入基区的电子绝大部分扩散到集电结，只有一小部分与基区中的空穴复合，形成IB。 与UCE =0V时相比 ，在UBE相同的条件下，IB要小的多。从图中可以看出，导通电压约为0.5V。严格地说，当UCE逐渐增加 时，IB逐渐减小，曲线逐渐向右移。这是因为UCE增加时，集电结的耗尽层变宽，减小了基区的有效宽度，不利于空穴的复合，所以IB减小。不过UCE超过1V以后再增加，IC增加很少，因为IB的变化量也很小，通常可以忽略UCE变化对IB的影响，认为UCE =1V时的 曲线都重合在一起。 符号中发射极上的箭头方向，表示发射结正偏时电流的流向。 三极管制作时，通常它们的基区做得很薄（几微米到几十微米），且掺杂浓度低；发射区的杂质浓度则比较高；集电区的面积则比发射区做得大，这是三极管实现电流放大的内部条件。 三极管可以是由半导体硅材料制成，称为硅三极管；也可以由锗材料制成，称为锗三极管。 三极管从应用的角度讲，种类很多。根据工作频率分为高频管、低频管和开关管；根据工作功率分为大功率管、中功率管和小功率管。常见的三极管外形如图1.27所示。 图1.27 常见的三极管外形 1.3.2 三极管的电流分配原则及放大作用 要实现三极管的电流放大作用，首先要给三极管各电极加上正确的电压。三极管实现放大的外部条件是：其发射结必须加正向电压（正偏），而集电结必须加反向电压（反偏）。 1.实验结论 为了了解三极管的电流分配原则及其放大原理，首先做一个实验，实验电路如图1.28所示。在电路中，要给三极管的发射结加正向电压，集电结加反向电压，保证三极管能起到放大作用。改变可变电阻Rb的值，则基极电流IB、集电极电流IC和发射极电流IE都发生变化，电流的方向如图中所示。 图1.28 三极管电流放大的实验电路 由实验及测量结果可以得出以下结论。 （1）实验数据中的每一列数据均满足关系：IE=IC+IB； 此结果符合基尔霍夫电流定律。 （2）每一列数据都有ICIB，而且有IC与IB的比值近似相等，大约等于50。 IE IC IB 2.65 2.12 1.58 1.02 0.51 0.005 0 2.60 2.08 1.55 1.00 0.50 0.0005 0.002 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 -0.002 （3）对表1.4中任两列数据求IC和IB变化量的比值，结果仍然近似相等，约等于50。 （4）从表1.4中可知，当IB=0（基极开路）时，集电极电流的值很小，称此电流为三极管的穿透电流ICEO。穿透电流ICEO越小越好。 2.三极管实现电流分配的原理 上述实验结论可以用载流子在三极管内部的运动规律来解释。图1.29为三极管内部载流子的传输与电流分配示意图。 图1.29 三极管内部载流子的传输与电流分配示意图 （1）发射区向基区发射自由电子，形成发射极电流IE。 （2）自由电子在基区与空穴复合，形成基极电流IB。 （3）集电区收集从发射区扩散过来的自由电子，形成集电极电流IC。 3.结论 IC比IB大数十至数百倍，因而IB虽然很小，但对IC有控制作用，IC随IB的改变而改变，即基极电流较小的变化可以引起集电极电流较大的变化，表明基极电流对集电极电流具有小量控制大量的作用，这就是三极管的电流放大作用。 （1）要使三极管具有放大作用，发射结必须正向偏置，而集电结必须反向偏置。 （2）一般有β1；通常认为β≈β。 （ 3）三极管的电流分配及放大关系式为： IE=IC+IB IC=βIB 1.3.3 三极管的特性曲线及主要参数 1.三极管的特性曲线 三极管的特性曲线是指三极管的各电极电压与电流之间的关系曲线，它反映出三极管的特性。它可以用专用的图示仪进行显示，也可通过实验测量得到。以NPN型硅三极管为例，其常用的特性曲线有以下两种。 （1）输入特性曲线 它是指一定集电极和发射极电压UCE下，三极管的基极电流IB与发射结电压UBE之间的关系曲线。实验测得三极管的输入特性曲线如图1.30所示。 图1.30 三极管的输入特性曲线 死区电压 图1.9 PN结外加反向电压 P端引出极接电源负极，N端引出极电源正极的接法称为反向偏置； 反向偏置时内、外电场方向相同，因此内电场增