411 BJT的结构简介.PPT

* 4.1 半导体三极管 4.1.1 BJT的结构简介 4.1.2 放大状态下BJT的工作原理 4.1.3 BJT的V－I特性曲线 4.1.4 BJT的主要参数 4.1.1 BJT的结构简介 (a) 小功率管 (b) 小功率管 (c) 大功率管 (d) 中功率管 半导体三极管的结构示意图如图所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。 4.1.1 BJT的结构简介 (a) NPN型管结构示意图 (b) PNP型管结构示意图 (c) NPN管的电路符号 (d) PNP管的电路符号 集成电路中典型NPN型BJT的截面图 4.1.1 BJT的结构简介 三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。 外部条件：发射结正偏 集电结反偏 4.1.2 放大状态下BJT的工作原理 1. 内部载流子的传输过程 发射区：发射载流子 集电区：收集载流子 基区：传送和控制载流子 （以NPN为例） 由于三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电，故称为双极型三极管或BJT (Bipolar Junction Transistor)。 IC= InC+ ICBO IE=IB+ IC 放大状态下BJT中载流子的传输过程 2. 电流分配关系 根据传输过程可知 IC= InC+ ICBO 通常 IC ICBO ? 为电流放大系数。它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般 ? = 0.9?0.99 。 IE=IB+ IC 放大状态下BJT中载流子的传输过程 ? 是另一个电流放大系数。同样，它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般 ? 1 。 根据 IE=IB+ IC IC= InC+ ICBO 且令 ICEO= (1+ ? ) ICBO （穿透电流） 2. 电流分配关系 3. 三极管的三种组态 共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示。 共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示； 共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示； BJT的三种组态 共基极放大电路 4. 放大作用 若 ?vI = 20mV 电压放大倍数 使 ?iE = -1 mA， 则 ?iC = ? ?iE = -0.98 mA， ?vO = -?iC? RL = 0.98 V， 当 ? = 0.98 时， 综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。 实现这一传输过程的两个条件是： （1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。 （2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。 4.1.3 BJT的V-I 特性曲线 iB=f(vBE)? vCE=const (2) 当vCE≥1V时， vCB= vCE - vBE0，集电结已进入反偏状态，开始收 集电子，基区复合减少，同样的vBE下 IB减小，特性曲线右移。 (1) 当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。 1. 输入特性曲线 （以共射极放大电路为例） 共射极连接 饱和区：iC明显受vCE控制的区域，该区域内，一般vCE＜0.7V (硅管)。此时，发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。 iC=f(vCE)? iB=const 2. 输出特性曲线 输出特性曲线的三个区域: 截止区：iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时， vBE小于死区电压。 放大区：iC平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏。 4.1.3 BJT的V-I 特性曲线 (1) 共发射极直流电流放大系数 =（IC－ICEO）/IB≈IC / IB ? vCE=const 1. 电流放大系数 4.1.4 BJT的主要参数 与iC的关系曲线 (2) 共发射极交流电流放大系数? ? =?IC/?IB?vCE=const 1. 电流放大系数 (3) 共基极直流电流放大系数 =（IC－ICBO）/IE≈IC/IE (4) 共基极交流电流放大系数α α=?IC/?IE?vCB=const 当ICBO和ICEO很小时， ≈?、 ≈?，可以不加区分。 4.1.4 BJT的主要参数 2. 极间反向电流 (1) 集电极基极间反向饱和电流ICBO 发射极开路时，集电结的反向饱和电流。 4.1.4 BJT的主要参数 (2)