双极晶体管直流特性.ppt

第三章习题4、（）（）12、17、23、思考题：25、26、27、28、29、30（穿通电压）§3-4晶体管的电流电压方程本节以缓变基区NPN管为例，推导出在发射结和集电结上均外加任意电压时晶体管的电流电压方程。电流的参考方向和电压的参考极性如下图所示。EBCIEIBICVCEVBEVBCNN+P+++---推导电流电压方程时，利用扩散方程的解具有线性迭加性的特点：方程在“边界条件1”时的解n1(x)与在“边界条件2”时的解n2(x)的和[n1(x)+n2(x)]，等于以“边界条件1与边界条件2的和”为边界条件时的解n(x)。1、集电结短路(VBC=0)时的电流上式中，IES代表发射结反偏，集电结零偏时的发射极电流，相当于单独的发射结构成的PN结二极管的反向饱和电流。于是可得三个电极的电流为：2、发射结短路(VBE=0)时的电流把发射区当作“集电区”，把集电区当作“发射区”，就得到一个倒向晶体管，发射结短路就是倒向管的“集电结短路”，故可得：01上式中，ICS代表集电结反偏，发射结零偏时的集电极电流，相当于单独的集电结构成的PN结二极管的反向饱和电流。αR代表倒向管的共基极直流短路电流放大系数，通常比α小得多。023、电流电压方程由于三个电流之间满足IE=IC+IB，三个电流中只有两个是独立的。如果选取IE与IC，所得为共基极电流电压方程，也称为“埃伯斯－莫尔方程”：将上述两种偏置条件下得到的电流相加，即可得到发射结和集电结上均外加任意电压时晶体管的电流电压方程。如果选取IB与IC，所得为共发射极电流电压方程：正向管与倒向管之间存在一个互易关系：4、共基极输出特性由共基极电流电压方程：E消去VBE，得：IEBN+VBCP+NBIC单击此处添加正文。C以输入端的IE作参变量，输出端的IC与VBC之间的关系。当VBC=0时，在放大区，VBC0，且当时，ICBO代表发射极开路(IE=0)、集电结反偏(VBC0)时的集电极电流，称为共基极反向截止电流。上式中，共基极输出特性曲线：5、共发射极输出特性以输入端的IB为参变量，输出端的IC与VCE之间的关系。由共发射极电流电压方程：ECBPNIBICNEVCE上式中：或：消去VBE，得：当VBC=0，或VBE=VCE时，在放大区，VBC0，或VBEVCE，ICEO代表基极开路(IB=0)、集电结反偏(VBC0)时从发射极穿透到集电极的电流，称为共发射极反向截止电流，或共发射极穿透电流。共发射极输出特性曲线：图中，虚线表示VBC=0，或VCE=VBE，即放大区与饱和区的分界线。在虚线右侧，VBC0，或VCEVBE，为放大区；在虚线左侧，VBC0，或VCEVBE，为饱和区。3）两种输出特性曲线的比较第一，共射极输出特性曲线中，较小IB的变化将引起较小IC的变化;第二，共射极输出特性曲线随VCE增加而上翘；第三，共射极输出特性在VCE下降为零前IC就已经开始下降，而共基极输出特性曲线在VCB=0时还保持水平，要到VCB为负值时才开始下降。几种反向电流的小结：IES：VBE0、VBC=0时的IE，相当于单个发射结的反向饱和电流。ICS：VBC0、VBE=0时的IC，相当于单个集电结的反向饱和电流。(3)ICBO：VBC0、IE=0时的IC，在共基极电路放大区中，当发射极开路时，发射结上存在浮空电势，它的存在使ICBO不同于ICS发射极浮动电势是指当发射极开路，集电结处于反偏时，发射极的对地电压。当集电结反偏时，集电结抽取基区的电子（npn），一般情况下，WB＜＜LB，因此少子浓度降低将延伸到发射结边界，从而破坏了发射结原来的的平衡状态，引起电子从发射区向基区扩散，发射区失去电子，缺少负电荷，因此发射结处于反向偏置，即出现浮动电势。0102