雙極型晶體三極管

1、 雙極型晶體三極管雙極型晶體三極管. . BJTBJT的工作原理的工作原理. . BJTBJT的靜態(tài)特性曲線的靜態(tài)特性曲線. . BJTBJT主要參數(shù)主要參數(shù).4 .4 BJTBJT簡化直流模型及工作簡化直流模型及工作 狀態(tài)分析狀態(tài)分析（略）（略）.5 .5 BJTBJT交流小信號模型交流小信號模型 三極管及放大電路三極管及放大電路2.1 BJT工作原理工作原理一、一、 基本結(jié)構(gòu)、符號基本結(jié)構(gòu)、符號NNPNPN型型PNP集電極集電極集電極集電極基極基極基極基極發(fā)射極發(fā)射極發(fā)射極發(fā)射極BBCCEEPNP型型基區(qū)：較薄，基區(qū)：較薄，摻雜濃度低摻雜濃度低集電區(qū)：集電區(qū)：面積較大面積較大發(fā)射區(qū)：發(fā)射區(qū)

2、：摻雜濃度較高摻雜濃度較高BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電結(jié)BECNNPBECPPNEBCBEC* 三極管的符號三極管的符號NPN型三極管型三極管PNP型三極管型三極管二、二、IE， IB， IC 電流形成電流形成BECNNPEBRBECIE進入進入P區(qū)的電子區(qū)的電子少部分與基區(qū)的少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成空穴復(fù)合，形成電流電流IB ，多數(shù)擴，多數(shù)擴散到集電結(jié)。散到集電結(jié)。發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)不斷向基區(qū)擴散，形成擴散，形成發(fā)射極電流發(fā)射極電流IE。I IB BBECNNPEBRBECIE集電結(jié)反偏，有集電結(jié)反偏，有少子形成的

3、反向少子形成的反向電流電流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBO ICEICE從基區(qū)擴從基區(qū)擴散到集電散到集電區(qū)的電子，區(qū)的電子，被收集，被收集，形成形成ICE。BJT 內(nèi)部載流子的傳輸過程：內(nèi)部載流子的傳輸過程：（1）、）、E區(qū)向區(qū)向B區(qū)注入電子區(qū)注入電子,形成形成I IE E（2）、電子在）、電子在B區(qū)復(fù)合，形成區(qū)復(fù)合，形成I IB B （3）、）、 C區(qū)收集電子，形成區(qū)收集電子，形成I IC CI IB B2.22.2 BJTBJT的靜態(tài)特性曲線的靜態(tài)特性曲線iCmA AVVvCEvBERBiBECEB 實驗線路實驗線路一、一、輸入特性輸入特性: :vCE 1ViB( A)vBE(V)

4、204060800.40.8工作壓降：工作壓降： 硅管硅管VBE 0.50.7V,鍺管鍺管UBE 0.10.3V。vCE=0VvCE =0.5V 死區(qū)電壓死區(qū)電壓:硅管硅管0.5-0.7V，鍺，鍺管管0.1-0.3V。()BBECEif vv常數(shù)二、二、輸出特性輸出特性: :iC(mA )1234vCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 AVBVE和和VCVB ， IC只與只與IB有關(guān)有關(guān)且且IC= IB，稱為放大稱為放大區(qū)區(qū)()BECCEif vv常數(shù)VCE 0.3V, VBVE和和VBVC ，稱稱為飽和區(qū)。為飽和區(qū)。IB=0,IC=ICEO,VB VE和和VBI

5、C，VCE 0.3V (3) 截止區(qū)：截止區(qū)：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏， IB=0 ， IC=ICEO 0 1、三極管工作在三個區(qū)域的條件及特點、三極管工作在三個區(qū)域的條件及特點:C C、E E間相當(dāng)于短路間相當(dāng)于短路C C、E E間相當(dāng)于開路間相當(dāng)于開路CBII直流電流放大系數(shù)：2、電流的放大作用及分配、電流的放大作用及分配CBII交流電流放大系數(shù)： ，大約為10-100電流分配關(guān)系(1)CBEBCBIIIIIIIB=020 A40 A60 A80 AiC(mA)1234vCE(V)369123、溫度對、溫度對參數(shù)及特性參數(shù)及特性的影響的影響T 、 ICEO 、 ICBO

6、ICiCuCE溫度上升時，溫度上升時，輸出特性曲輸出特性曲線上移線上移思考思考1：處于放大區(qū)時，處于放大區(qū)時，NPN型、型、PNP型兩種三極管的各型兩種三極管的各 電極電位如何？電極電位如何？EBCBECN NN NP PP PP PN NVB、VC、VE大于零大于零VB、VC、VE小于零小于零且且VC VBVE且且-VC - VB-VE總的來說總的來說:處于放大區(qū)時，處于放大區(qū)時，NPN型、型、PNP型兩種三極管，型兩種三極管，滿足滿足CBEV V V思考思考2：在同一坐標(biāo)上繪制在同一坐標(biāo)上繪制NPNNPN型、型、PNPPNP型三極管的型三極管的 輸出特性曲線輸出特性曲線IB=020 A40

7、 A60 A80 AiC2(mA)1234vCE(V)-12-9 -6IB=020 A40 A60 A80 A-3IB=020 A40 A60 A80 AiC1(mA)1234vCE(V)369 12BECN NN NP Pi iC1C1EBCP PP PN Ni iC2C2vCE(V)iC2(mA)2.32.3 BJTBJT主要參數(shù)主要參數(shù)前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的公共點，稱為共射接法，相應(yīng)地還有共基、共公共點，稱為共射接法，相應(yīng)地還有共基、共集接法。集接法。共射共射直流電流放大倍數(shù)直流電流放大倍數(shù)：BCII_工作于動態(tài)的三極管，真正的信

8、號是疊加在工作于動態(tài)的三極管，真正的信號是疊加在直流上的交流信號?；鶚O電流的變化量為直流上的交流信號?；鶚O電流的變化量為 IB，相應(yīng)的集電極電流變化為相應(yīng)的集電極電流變化為 IC，則則交流電流放交流電流放大倍數(shù)大倍數(shù)為：為：BIIC1. 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)和和 _2.集集- -基極反向飽和電流基極反向飽和電流ICBO AICBOICBO是集是集電結(jié)反偏電結(jié)反偏由少子的由少子的漂移形成漂移形成的反向電的反向電流，受溫流，受溫度的變化度的變化影響。影響。BECNNPICBOICEO= IBE+ICBO IBE IBEICBO進入進入N區(qū)，形成區(qū)，形成IBE。根據(jù)放大關(guān)系，根據(jù)放大關(guān)系，由于由

9、于IBE的存的存在，必有電流在，必有電流 IBE。集電結(jié)反集電結(jié)反偏有偏有ICBO3. 集集- -射極反向飽和電流射極反向飽和電流ICEOICEO受溫度影響受溫度影響很大，當(dāng)溫度上很大，當(dāng)溫度上升時，升時，ICEO增加增加很快，所以很快，所以IC也也相應(yīng)增加。相應(yīng)增加。三極三極管的溫度特性較管的溫度特性較差差。4.集電極最大電流集電極最大電流ICM集電極電流集電極電流IC上升會導(dǎo)致三極管的上升會導(dǎo)致三極管的 值的下降，值的下降，當(dāng)當(dāng) 值下降到正常值的三分之二時的集電極電值下降到正常值的三分之二時的集電極電流即為流即為ICM。5.集集-射極反向擊穿電壓射極反向擊穿電壓U(BR)CEO當(dāng)集當(dāng)集-射

10、極之間的電壓射極之間的電壓UCE超過一定的數(shù)值超過一定的數(shù)值時，三極管就會被擊穿。手冊上給出的數(shù)值是時，三極管就會被擊穿。手冊上給出的數(shù)值是25 C、基極開路時的擊穿電壓?；鶚O開路時的擊穿電壓。6. 集電極最大允許功耗集電極最大允許功耗PCM 集電極電流集電極電流IC 流過三極管，流過三極管， 所發(fā)出的焦耳所發(fā)出的焦耳 熱為：熱為：PC =ICUCE 必定導(dǎo)致結(jié)溫必定導(dǎo)致結(jié)溫 上升，所以上升，所以PC 有限制。有限制。PC PCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)安全工作區(qū)常見三極管實物外形常見三極管實物外形2.5 BJT交流小信號模型交流小信號模型一、一、 輸入回路

11、的等效輸入回路的等效（b、e間的等效）間的等效）從輸入特性可知，當(dāng)從輸入特性可知，當(dāng)工作點圍繞工作點圍繞Q點作小點作小幅波動時，可將幅波動時，可將Q1、Q2曲線近似為線段。曲線近似為線段。26(mV)200( )(1)(mA)beEQrI rbe的量級從幾百歐到幾千歐。的量級從幾百歐到幾千歐。cvbeibvceicbeiBuBE vBE iBQQ2Q1三極管的三極管的b、e間間可等效為電阻可等效為電阻rbe等等效效rbeibbeiCvCE從輸出特性從輸出特性可知，三極可知，三極管處于放大管處于放大區(qū)時，區(qū)時，i iC C與與vce無關(guān)無關(guān)二、二、 輸出回路的等效輸出回路的等效（c、e間的等效）間的等效）三極管的微變?nèi)龢O管的微變等效電路等效電路cvbeibvceicbe三極管