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第四讲 晶体三极管 第四讲 晶体三极管 双极型三极管 晶体三极管中有电子和空穴参与导电，故称之为双极型晶体管（BJT），又称半导体三极管。 1.分类 按材料分：硅管、锗管 按结构分：NPN型、PNP型 按频率分：高频管、低频管 按功率分：小功率、大功率 2.内部结构和放大的条件 内部结构：基区很薄且掺杂少，发射区掺杂高， 集电区面积大。 外部条件：所加电源的极性应使发射结正偏、 集电结反偏。 一、晶体管的结构和符号 二、晶体管的放大原理及各级电流关系 电流分配： IE＝IB＋IC IE－扩散运动形成的电流 IB－复合运动形成的电流 IC－漂移运动形成的电流 三、晶体管的共射输入特性和输出特性 1.测试电路简介 3. 输出特性 晶体管的三个工作区域 （1）截止区；其特征是发射结电压小于开启电压 UON，且集电结反向偏置。即对于共射电路，Ube小于UON且uCE大于Ube。此时 IB=0，而ic小于ICEO。小功率硅管的ICEO在1μA以下，锗管的ICEO小于几十微安。因此在近似分析中可以认为晶体管截止时的。 （2）放大区：其特征是发射结正向偏置（UBE大于发射结开启电压UON）且集电结反向偏置，即uCEuBE 。IC=?IB，表现出电流控制作用。 （3）饱和区：其特征是发射结与集电结均处于正向偏置，即对于共射电路ubeUON且uceuBE 。不存在电流放大作用。Ic随uCE增大。 NPN型硅三极管三种工作状态的特点 举例说明 四、温度对晶体管特性的影响 由于半导体材料的热敏性，晶体管的参数几乎都与温度有关。对于电子电路，如果不能解决温度稳定性问题，将不能使其实用，因此了解温度对晶体管参数的影响是非常必要的。 一．温度对ICBO的影响 温度每升高10oC， ICBO增加约一倍。反之，当温度降低时减小。 由于硅管的ICBO比锗管的小得多，所以从绝对数值上看，硅管比锗管受温度的影响要小得多。 同样温度也对ICEO产生同样影响。 2．温度对输入特性的影响与二极管伏安特性相类似，当温度升高时，正向特性将左移，反之将右移，如图1.3.8所示。当温度变化1oC时，uBE大约变化2-2.5mV。换一角度说，若uBE不变，则当温度升高时iB将增大，反之iB减小。3．温度对输出特性的影响温度升高时，由于ICEO、β增大，且输入特性左移，所以导致集电极电流增大。 五、主要参数 1、电流放大系数 六、PNP型三极管 七、光电三极管 光点三极管是依据光照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，并引出集电极 与发射极。 光电三极管的输出特性曲线 讨论一 讨论二 * 一、晶体管的结构和符号 二、晶体管的放大原理 三、晶体管的共射输入特性和输出特性 四、温度对晶体管特性的影响 五、主要参数 多子浓度高 多子浓度很低，且很薄 面积大 晶体管有三个极、三个区、两个PN结。 小功率管 中功率管 大功率管 为什么有孔？ 扩散运动形成发射极电流IE，复合运动形成基极电流IB，漂移运动形成集电极电流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 B E C N N P EB RB EC IE 集电结反偏，有少子形成的反向电流ICBO。 ICBO IC=ICE+ICBO?ICE IBE ICE 从基区扩散来的电子作为集电结的少子，漂移进入集电结而被收集，形成ICE。 IB=IBE-ICBO?IBE IB B E C N N P EB RB EC IE ICBO ICE IC=ICE+ICBO ?ICE IBE ICE 与IBE 之比称为电流放大倍数 要使三极管能放大电流，必须使发射结正偏，集电结反偏。 式中ICEO 称为穿透电流，其物理意义是，当基极开路（IB=0）时，在集电极电源VCC作用下的集电极与发射极之间形成的电流，而 ICB0 是发射极开路时，集电结的反向饱和电流。一般情况下 ，所以 穿透电流 集电结反向电流 直流电流放大系数 交流电流放大系数 为什么基极开路集电极回路会有穿透电流？ e b c ?A mA V V VBB RB VCC RC NPN三极管的共射极放大电路 为什么UCE增大曲线右移？ 因发射区注入基区的非平衡少子一部分越过基区和集电结形成电流iC 对于小功率晶体管，UCE大于1V的一条输入特性曲线可以取代UCE大于1V的所有输入特性曲线。 为什么像PN结的伏安特性？相当于两个二极管并联。 为什么UCE增大到一定值曲线右移就不明显了？因集电结的