双极晶体管97552的学习教案.pptxVIP

双极晶体管97552的学习教案第1页/共39页 3.1 双极晶体管及工作原理 3.1.1 概念介绍BP+N++NECPN+P++EBC（1）NPN管（2）PNP管CBECBECBECBE第2页/共39页 3.1.2 基本工作原理（1）能带结构（1）NPN管（2）PNP管EcEvEFiEFN区P区N区EcEvEFiEFN区P区P区电子电流（多）空穴电流（少）空穴电流（多）电子电流（少）BP+N++NECPN+P++EBC第3页/共39页 3.1.2 基本工作原理（2）电流的形成BECP+N++NEcEvEFiEFE(n)B(p)C(n)平衡态正向有源发射区-n-集电区-n-基区-p-第4页/共39页 3.1.3 晶体管电流简介（1）电流成分正向有源晶体管电流发射区-n-集电区-n-基区-p-CBE电子电流理想实际发射结电子电流发射结空穴电流集电结电子电流集电结空穴电流发射结空穴电流基区复合电流第5页/共39页 3.1.3 晶体管电流简介（2）电流增益发射区-n-集电区-n-基区-p-理想实际发射结正偏：共基极电流增益：共发射极电流增益：第6页/共39页 3.1.4 工作模式BECP+N++N正向有源反向有源饱和截止正向有源：发射结正偏，集电结反偏；截止：发射结反偏，集电结反偏；饱和：发射结正偏，集电结反偏；反向有源：发射结反偏，集电结正偏。第7页/共39页 3.1.4 工作模式负载线：BECP+N++N饱和截止正向有源第8页/共39页 3.1.5 放大电路BECP+N++NNPN管共发射极放大电路第9页/共39页 3.2 少子分布3.2.1 正向有源模式发射区-n-集电区-n-基区-p-（1）基区：B（p）E（n）C（n）双极输运方程边界条件少子分布函数第10页/共39页 3.2.1 正向有源模式发射区-n-集电区-n-基区-p-（2）发射区：B（p）E（n）C（n）双极输运方程边界条件少子分布函数第11页/共39页 3.2.1 正向有源模式发射区-n-集电区-n-基区-p-（3）集电区：B（p）E（n）C（n）双极输运方程边界条件少子分布函数第12页/共39页 3.2.2 其它工作模式（1）截止模式发射区-n-集电区-n-基区-p-B（p）E（n）C（n）发射结反偏集电结反偏均无少子堆积电流近似为零第13页/共39页 3.2.2 其它工作模式（2）饱和模式发射区-n-集电区-n-基区-p-B（p）E（n）C（n）发射结正偏集电结正偏都有少子堆积电流增益降低第14页/共39页 3.2.2 其它工作模式（3）反向有源模式发射区-n-集电区-n-基区-p-B（p）E（n）C（n）发射结反偏集电结正偏反向放大效率低第15页/共39页 3.3 低频共基极电流增益 3.3.1 电流成分发射区-n-集电区-n-基区-p-第16页/共39页 3.3 低频共基极电流增益 3.3.1 电流成分第17页/共39页 3.3.2 电流增益的推导（1）直流增益：（2）交流增益：发射极注入效率系数基区输运系数复合系数第18页/共39页 3.3.2 电流增益的小结发射极注入效率系数基区输运系数复合系数共基极电流增益共发射极电流增益第19页/共39页 3.4 非理想效应*3.4.1 基区宽度调制效应基区少子分布基区宽度随集电结偏压变化，引起少子分布斜率变化，造成集电极电流变化。无调制效应有调制效应第20页/共39页 3.4.2 大注入效应P型基区少子分布大注入效应多子分布复合效应大注入效应短路电流增益?集电极电流IC大注入时电流增益下降第21页/共39页 3.4.3 发射区禁带变窄增长阶段禁带变窄发射区掺杂浓度NE发射区禁带变窄使注入效率降低n型发射区少子多子发射极注入效率?低掺杂高掺杂第22页/共39页 3.4.4 电流集边效应由于基区电阻使电流集中在边缘理想情况CBE电子电流CBEEB大功率晶体管叉指电极结构第23页/共39页 3.4.5 基区非均匀掺杂非均匀掺杂产生感生电场，促进电子加速穿越基区。集电区Nd基区Na+发射区Nd++掺杂浓度EcEvEFiEFN区P区N区EcEvEFiEF感生电场第24页/共39页 3.4.6 晶体管的击穿（1）晶体管的穿通EcEvEFiEFEBCB（p）E（n）C（n）BECBEC第25页/共39页 3.4.6 晶体管的击穿（2）雪崩击穿BECBECBECPNNBECPNN①②①第26页/共39页 3.4.6 晶体管的击穿（2）雪崩击穿基极悬空发射极悬空I-V 特性曲线:电流和电压增益:第27页/共39页 3.5 等效电路模型3.5.1 Ebers-Moll模型（1）两个pn结的耦合电流（2）E-M等效电路模型BECPNNEBC第28页/共39页 3