BJT的开关特性课件.pptVIP

BJT的開關特性晶體三極管，又稱為雙極型管（BipolarJunctionTransistor---BJT—雙極性結型晶體三極管），是由兩個互相靠得很近的PN結構成的。2.2.0BJT的工作原理根據BJT的結構可分為NPN型和PNP型，如圖示：E---EmitterB---BaseC---Collector基極集電極發射極T---Transistor晶體三極管具有三種工作模式：飽和模式（SaturationMode）放大模式（AmplifierMode）截止模式（Cut-offMode）NPN型BJT放大模式下的連接電路如圖所示，E1E2為直流電源電壓，分別通過R1R2加到發射結和集電結上，使發射結正偏、集電結反偏，稱為三極管起放大作用的外部條件。圖中電流方向均為實際電流方向。發射區的摻雜濃度遠大於基區的摻雜濃度。基區寬度很小。集電結面積較大三極管起放大作用的內部條件：BJT放大模式下內部載流子的傳輸過程由於發射結正偏，集電結反偏，發射區多子自由電子擴散過發射結進入基區，形成與電子運動方向相反的電流IEn。同時基區多子空穴也擴散過發射結進入發射區，形成空穴電流IEp，但由於基區的摻雜濃度很低，所以該電流基本可以忽略。由發射區擴散進入基區的自由電子，一邊向集電結方向繼續擴散，一邊與基區的多子空穴複合。由於基區很薄且摻雜濃度很低，僅有很小一部分被複合掉，絕大部分到達集電結邊界。IEnIEpIcn1Icn2IcpICB0IBIEICN+NPR1R2V1V2+?+?由於集電結加的是反向電壓，它一方面把從發射極擴散到基區並到達集電結邊界的自由電子漂移過集電結，構成集電極電流的主體Icn1。另一方面，它使基區的少子自由電子和集電區少子空穴形成漂移電流ICBO，叫做集電結反向飽和電流。其方向是從集電極流入，基極流出，它是構成集電極電流的次要部分，IEnIEpIcn1Icn2IcpICB0IBIEICN+NPR1R2V1V2+?+?由發射區進入基區的自由電子，一部分與基區的空穴複合，使基區空穴減少，於是外電源向基區補充空穴，其形成的電流與ICBO一起構成流入基極的電流IB。由上分析不難看出，在三極管中，集電極電流IC比基極的電流IB大得多。二者之比就稱為三極管的電流放大係數，用?表示。?表示基極電流對集電極電流的控制能力，一般在幾十到一百左右。三極管的共發射極連接方式如圖示。它以IB作為輸入電路中的電流，IC作為輸出電路中的電流。分別叫做基極偏置電壓和集電極偏置電壓。三極管的共發射極連接方式輸入特性曲線定義：IB=f(VBE)|VCE=常數與二極體的伏安特性曲線相似：加正向電壓且超過導通電壓VBE（on）後，IB隨VBE（on）按指數率變化，小於該值時基本等於零?矽管：VBE（on）?0.7V鍺管：VBE（on）?0.25V250200150100500.50.60.70.8VCE10VIB/?AVBE/VV(BR)BEOIEBO0放大區發射結正偏，集電結反偏，IC=?βIB+ICEO,IB等量增加時，各曲線近似等間隔上移，但隨VCE增加而略微上翹。位於特性曲線中部，指IB=0曲線以上的區域。由各條曲線中IC隨VCE增大而緩慢上升的部分組成。輸出特性曲線：定義：IC=f(VCE)|IB=常數在共發射極連接下，IB=0時的集電極電流記為ICEO，表示基極開路（IB＝0）時，由集電極到發射極的直通電流。放大區由多條曲線組成，其中每一條都反映了IB等於一定值，IC隨VCE變化的情況。可分為三個區：截止區指IB=0曲線以下的區域。ICEO表示基極開路（IB＝0）時，集電極到發射極的直通電流。發射結、集電結均反偏，三極管工作於截止模式，IB≈0，IC≈0。放大區截止區3.飽和區位於特性曲線左側，由各條曲線中IC隨VCE增大的快速上升部分以及彎曲部分組成。發射結、集電結均正偏，三極管工作於飽和模式，IC與IB不再保持??的比例關係。而隨VCE的改變而迅速變化。VCE（sat）?0.3V，VBE（sat）?0.7V.飽和區在數字電路中，BJT工作在開關狀態。即在輸入脈衝信號的高電平期間處於飽和狀態（飽和區），在輸入脈衝信號的低電平期間處於截止狀態（截止區），而放大狀態（放大區）只是這兩種工作狀態之間的過渡狀態2.2.1.BJT的開關作用三極管是電流控制的電流源，在模擬電路中，工作在放大區。在數字電路中工作在飽和區或截止區——開關狀