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第三节 双极型三极管 第三节 双极结型三极管 三极管的结构 三极管中载流子的运动和电流分配关系 三极管的特性曲线 三极管的主要参数 总目录 下页 半导体三极管 晶体管 (transistor) 双极型三极管或简称三极管 制作材料： 分类 ： 它们通常是组成各种电子电路的核心器件。 双极结型三极管又称为 ： 硅或锗 NPN型 PNP型 下页 上页 首页 一、 三极管的结构 三个区 发射区： 杂质浓度很高 基 区： 杂质浓度低且很薄 集电区： 面积大 发射结 集电结 集电区 基区 发射区 c b e NPN型三极管的结构和符号 两个PN结 发射结 集电结 三个电极 发射极 e 基极 b 集电极 c 集电极 c collector 基极 b base 发射极 e emitter N P N 下页 上页 首页 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 二、三极管放大的原理 Rb Rc VBB VCC e c b 发射极电流 三、三极管中载流子的运动和电流分配关系 发射: 发射区大量电子向基区发射。 2. 复合和扩散： 电子在基区中复合扩散。 3. 收集： 将扩散过来的电子收集到集电极。 同时形成反向饱和电流ICBO 。 IE IC IB ICN IEN IBN ICBO 集电极电流 基极电流 下页 上页 首页 动画 Rb Rc VBB VCC e c b IE IC IB ICN IEN IBN ICBO IC = ICn + ICBO IE = ICn + IBn IC = α IE + ICBO 当ICBO IC时，可得 ≈ IC IE α IEn = ICn + IBn IE = IEn IE = IC + IB 下页 上页 将 代入IC = ICn + ICBO 得 ICn α = IE 通常将 定义为共基直流电流放大系数。 首页 β ≈ IC IB IE = IC + IB IC = α IE + ICBO 代入 得 IC = α α 1 - IB + α 1 - 1 ICBO β = α α 1 - 令 可得 IC = β IB +（1+ ）ICBO β IC = β IB + ICEO 当ICEO IC时，可得 β 称为共射直流电流放大系数。 ICEO =（ 1+ β ）ICBO IE = IC + IB IC ≈ βIB IE =（ 1+ β ）IB ICEO称为穿透电流。 下页 上页 首页 各参数含义： ：共基直流电流放大系数。 ：共射直流电流放大系数。 α = ICn IE ICEO =（1+ ）ICBO β ：集电极与发射极间穿透电流。 β = ΔiC Δ iB α = ΔiC Δ iE ：共基交流电流放大系数。 ：共射交流电流放大系数。 β 1+β α = β = α 1-α α 和 β 满足 或 β = IC - ICEO IB ≈ IC IB 下页 上页 首页 四、三极管的特性曲线 1. 输入特性 iB=f（uBE） uCE= 常数 uCE=0V uCE=2V 当uCE大于某一数值后，各条输入特性十分密集， 通常用uCE 1 时的一条输入特性来代表。 uBE/V iB/μA O 三极管的输入特性 下页 上页 uBE iB + - uCE=0 VBB Rb b e c 三极管的输入回路 首页 2. 输出特性 iC/mA O uCE/V iB=80μА 60 40 20 0 iC=f(uCE) iB=常数 饱和区 放 大 区 截止区： iB ≤ 0的区域，iC ≈ 0 ， 发射结和集电结都反偏。 3. 饱和区： 发射结和集电结都正偏，uCE较小，iC 基本不随iB 而变化。 当uCE = uBE 时，为临界饱和；当uCE uBE 时过饱和。 截止区 下页 上页 首页 动画 2. 放大区： 发射结正偏，集电结反偏ΔiC = βΔiB 五、温度对晶体管特性的影响 晶体管工作在放大状态时，输出回路的电流 iC几乎仅仅决定于输入回路的电流 iB，即可将输出回路等效为电流 iB 控制的电流源iC 。 状态 uBE iC uCE 截止 ＜Uon ICEO VCC 放大 ≥ Uon βiB ≥ uBE 饱和 ≥ Uon ＜βiB ≤ uBE 六、三极管的三