电路与电子学课件 半导体三极管及放大电路1讲.ppt

第六章 半导体三极管及放大电路 6.4 半导体三极管 半导体三极管，也叫晶体三极管。由于工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，因此，还被称为双极型三极管（Bipolar Junction Transistor，简称BJT）。 6.1.1 三极管的结构 2．三极管的电流控制作用 定义：直流放大系数 6.1.3 三极管的特性曲线（共发射极接法） 三极管的特性曲线是指三极管各电极电压与电流之间的关系曲线，它是三极管内部载流子运动的外部表现。 （1）uCE=0V时，相当于两个PN结并联。 2. 输出特性曲线 iC=f(uCE)? iB=常数 现以iB=60μA一条加以说明。 输出特性曲线可以分为三个区域: 6.1.5 BJT的主要参数 1. 电流放大系数 2. 极间反向电流 3. 极限参数 Ic增加时，? 要下降。当?值下降到线性放大区?值的70％时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流ICM。 （3）三极管反向击穿电压 BJT有两个PN结，其反向击穿电压 有以下几种： 6.2 放大器基础 * 三极管的分类： 按照频率：高频管和低频管。 按结构：NPN型和PNP型； 按功率大小：大功率管500mW 中功率管0.5-1mW 小功率管1mW; 按所用半导体材料：硅管和锗管; NPN型 符号: 三极管是由两个PN结和三块掺杂半导体组成。 - - 发射区 集电区 基区 发射结 集电结 集电极 发射极 基极 N P N b e c e-emitter b-base c-collector E C B ib ic ie 双极型三极管的符号中，发射极的箭头 代表发射极电流的实际方向。 两个结：发射结和集电结 三个区：基区、集电区、 发射区 三个极：基极、集电极、 发射极 - - 发射区 集电区 基区 发射结 集电结 集电极 发射极 基极 N P N b e c PNP型 - 发射区 集电区 基区 发射结 集电结 集电极 发射极 基极 P N P b e c - - - E C B 符号: ib ic ie 放大的概念 放大的对象：变化量。 放大的本质：能量的控制和转换。 放大电路的特征：功率放大。 放大电路的必备元件：有源器件。 放大的前提：不失真。 ＋V 话筒（传感器） 扬声器（执行机构） 6.1.2 三极管的工作原理 1. 三极管放大的条件 内部 条件 发射区掺杂浓度高 基区薄且掺杂浓度低 集电结面积大 外部 条件 发射结正偏 集电结反偏 2. 满足放大条件的三种电路 ui uo C E B E C B ui uo E C B ui uo 共发射极 共集电极 共基极 1) 发射区向基区注入多子电子， 形成发射极电流 IE。 I CN 多数向 BC 结方向扩散形成 ICN。 IE 少数与空穴复合，形成 IBN 。 I BN 基区空 穴来源 基极电源提供(IB) 集电区少子漂移(ICBO) I CBO IB IBN ? IB + ICBO 即： IB = IBN – ICBO 2)电子到达基区后 (基区空穴运动因浓度低而忽略) 1．三极管内部载流子的运动 I CN IE I BN I CBO IB 3) 集电区收集扩散过 来的载流子形成集 电极电流 IC。 IC I C = ICN + ICBO IE = IB + IC 满足： VCC VBB Rb + UBE — + UCE — IB IC Rc IE 3.18 2.36 1.54 0.72 0.001 IE/mA 3.10 2.30 1.50 0.70 0.001 IC/mA 0.08 0.06 0.04 0.02 0 IB/mA 三极管电流测量数据 IE=IC +IB 三极管共发射极电路 三极管具有电流放大作用 IE≈IC,且ICIB 当发射区发射电子数目一定时。 基区中复合的电子数目越少， 越过基区被集电极收集的电子 越多，电流的控制能力就越强 交流放大系数 满足： VCC VBB Rb + UBE — + UCE — IB IC Rc IE IE=IC +IB IB＝0，IC=ICEO ICEO为穿透电流，受温度影响非常大。 由于三极管和二极管一样也是非线性元件，不能用一个固定的数值或一个简单的方程式来表示各电极电压与电流之间的关系，所以要用伏安