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第二章 半导体三极管 2.1 双极型半导体三极管 总结 电流放大原理 1、工作条件：发射结加正向电压；集电结加反向电压。 2、过程： 1）发射区向基区注入电流 Ie。 2）基区部分电子空穴复合。 形成复合电流 Ib 3）大量基区电子 被集电区收集, 形成集电极电流 Ic 三极管的温度稳定性 三极管的主要参数 1、电流放大倍数 （直流、交流可以等效）： 共发射极电流放大倍数 β= β= ； 2、反向电流： （1）集电极—基极 电流： ICBO； 发射极开路时的集电结PN反向漂移电流，一般很小。 （2）集电极--发射极反向饱和电流： ICEO； 基极开路时的集电极电流。 ICEO=（1+ β）ICBO 硅材料器件反向电流都很小。分析时都可忽略。 3、极限参数： 1）、集电极最大允许电流：ICM 三极管工作时的不允许超过的最大集电极电流，如果超过，不但会使其性能变坏。而且有损坏管子。 2）、集电极最大允许功耗：PCM PCM=IC·UCE；与散热条件有关。硅管的最高结温度小于150°C，一般工作在低于80度1以内。 3）、反向击穿电压：； UCBO（BR），发射极开路时的集电极基极反向击穿电压；一般比较高。从几十伏到几千伏不等。 UCEO（BR），基极开路时的集电极发射极反向击穿电压.比UCBO（BR）低 UEBO（BR），集电极开路时的发射极基极反向击穿电压。该电压一般比较低。约5—10V左右。 实际工作时，往往不会开路。所以反向击穿电压还会高一点。 三极管的安全工作范围 * * * * N P N e b c e b c 集电区N 发射区N 基区P e b c 集电结 发射结 集电极 发射极 基极 P e b N P c PNP电路符号 N e b P N c NPN电路符号 一 结构与符号 B E C N N P 基极 发射极 集电极 基区：较薄，掺杂浓度低 集电区：面积较大 发射区：掺 杂浓度较高 电流放大原理 B E C N N P EB RB Ec 发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。 IE 1 进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IB ，多数扩散到集电结。 IB B E C N N P EB RB Ec IE 从基区扩散来的电子漂移进入集电结而被收集，形成IC。 IC 2 IC IB 要使三极管能放大电流，必须使发射结正偏，集电结反偏。 IE=IB+IC N N P e b c 空穴 已复合电子 空穴对 电子 Ic Ib 电子跑到集电极啦 Ie + - + - Vbe Vbc 两股电流汇合哟！ Ie= Ib + Ic Ib 提供空穴，吸收电子 ICB 特性曲线 IC mA ?A V V UCE UBE RB IB USC USB 实验线路(共发射极接法) C B E RC IB 与UBE的关系曲线（同二极管） （1）输入特性 IB(?A) UBE(V) 20 40 60 80 0.4 0.8 UCE?1V 死区电压，硅管0.5V 工作压降： 硅管UBE ? 0.7V （2）输出特性(IC与UCE的关系曲线) IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 3 6 9 12 40?A 60?A Q Q’ ? = IC / IB =2 mA/ 40?A=50 ? = IC / IB =3 mA/ 60?A=50 输出特性 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 3 6 9 12 IB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 当UCE大于一定的数值时，IC只与IB有关，IC=?IB ,此区域称为线性放大区。 此区域中UCE?UBE,集电结正偏，?IBIC，UCE?0.3V称为饱和区。 此区域中 : IB=0 , IC=ICEO , UBE 死区电压,，称为截止区。 输出特性三个区域的特点: (2) 放大区 0〈IB〈IBS ，BE结正偏，BC结反偏， IC=?IB , (3) 饱和区 IB〉IBS，BE结正偏，BC结正偏 ，即UCE?UBE ， UCE?0.3V (1) 截止区 UBE 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO ?0 0.4 0.7 UBE (v) IB (μA) 100 80 60 40 20 0 0度 10度 不同温度下的输入特性曲线 100度 }30μA }20μA }10μA } 0μA （ma） IC — 25度； 45度 不同温度下的输出特性曲线 Ic Ib Ic Ib （ma） UCE（V） IC 安 全 区