電子技術基礎3-306

1、又稱半導體三極管、晶體三極管，或簡稱晶體管。又稱半導體三極管、晶體三極管，或簡稱晶體管。三極管的外形如下圖所示。三極管的外形如下圖所示。三極管有兩種類型：三極管有兩種類型：NPN 型和型和 PNP 型。型。主要以主要以 NPN 型為例進行討論。型為例進行討論。 NNPBECBECIBIEICBECIBIEIC以以 NPN 型三極管為例討論型三極管為例討論cNNPebbec表面看表面看三極管若實三極管若實現(xiàn)放大，必須從現(xiàn)放大，必須從三極管內部結構三極管內部結構和外部所加電源和外部所加電源的極性來保證。的極性來保證。不 具 備不 具 備放大作用放大作用基區(qū)：最薄，基區(qū)：最薄，摻雜濃度最低摻雜濃度最

2、低發(fā)射區(qū)：摻發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高雜濃度最高發(fā)射結發(fā)射結集電結集電結集電區(qū)：集電區(qū)：面積最大面積最大三極管放大的外部條件：外加電源的極性應使發(fā)射三極管放大的外部條件：外加電源的極性應使發(fā)射結處于正向偏置狀態(tài)，而集電結處于反向偏置狀態(tài)。結處于正向偏置狀態(tài)，而集電結處于反向偏置狀態(tài)。UBBRBIBICUCCRCNPIEN電 子空 穴電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子電 子空 穴電 子電 子電 子發(fā)射區(qū)向基發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴散電子區(qū)擴散電子電源負極向

3、發(fā)射電源負極向發(fā)射區(qū)補充電子形成區(qū)補充電子形成發(fā)射極電流發(fā)射極電流I IE E電子在基區(qū)的電子在基區(qū)的擴散與復合擴散與復合集電區(qū)收集電子集電區(qū)收集電子電子流向電源正電子流向電源正極形成極形成I IC CEB正極拉走電子，正極拉走電子，補充被復合的空補充被復合的空穴，形成穴，形成IBEEBRBRC共發(fā)射極電路共發(fā)射極電路輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路ICEBmA AVUCEUBERBIBECV+1由于基區(qū)很薄且摻雜濃度小由于基區(qū)很薄且摻雜濃度小, ,電子在基區(qū)擴散電子在基區(qū)擴散的數(shù)量遠遠大于復合的數(shù)量。即：的數(shù)量遠遠大于復合的數(shù)量。即：ICIB 或或 ICIB晶體管起電流放大作用，必須滿足發(fā)射

4、結正偏，晶體管起電流放大作用，必須滿足發(fā)射結正偏，集電結反偏的條件。集電結反偏的條件。32當基極電路由于外加電壓或電阻改變而引起當基極電路由于外加電壓或電阻改變而引起I IB B的的微小變化時，必定使微小變化時，必定使I IC C發(fā)生較大的變化。即三極發(fā)生較大的變化。即三極管的基極電流對集電極電流具有控制作用。管的基極電流對集電極電流具有控制作用。 重點討論應用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線重點討論應用最廣泛的共發(fā)射極接法的特性曲線共發(fā)射極電路共發(fā)射極電路輸入回路輸入回路輸出回路輸出回路ICEBmA AVUCEUBERBIBECV+常常數(shù)數(shù) CE)(BEBUUfIIB( A)UBE(V)204

5、060800.40.8UCE 1VOIB=020 A40 A60 A80 A100 A常常數(shù)數(shù) B)(CECIUfI36IC(mA )1234UCE(V)912O放大區(qū)放大區(qū)在放大區(qū)有在放大區(qū)有 IC= IB ，也也稱為線性區(qū)，具有恒稱為線性區(qū)，具有恒流特性。流特性。在放大區(qū)，在放大區(qū)，發(fā)射結處發(fā)射結處于正向偏置、集電結處于正向偏置、集電結處于反向偏置，晶體管工于反向偏置，晶體管工作于放大狀態(tài)。作于放大狀態(tài)。O當當UCE UBE時時，晶體管晶體管工作于飽和狀態(tài)。工作于飽和狀態(tài)。 在飽和區(qū)，在飽和區(qū)， IB IC，發(fā)射發(fā)射結處于正向偏置，結處于正向偏置，集電結也集電結也處于正處于正偏。偏。晶體管

6、三個工作區(qū)的特點晶體管三個工作區(qū)的特點發(fā)射結正偏發(fā)射結正偏, ,集電結反偏集電結反偏有電流放大作用有電流放大作用, IC=IB輸出曲線具有恒流特性輸出曲線具有恒流特性發(fā)射結、集電結處于反偏發(fā)射結、集電結處于反偏失去電流放大作用失去電流放大作用, IC0晶體管晶體管C C、E E之間相當于開路之間相當于開路發(fā)射結、集電結處于正偏發(fā)射結、集電結處于正偏失去放大作用失去放大作用晶體管晶體管C C、E E之間相當于短路之間相當于短路CEB+-+CEB+-+CEB+-+BCII_ BCII 例：在例：在UCE= 6 V時，時， 在在 Q1 點點IB=40 A, IC=1.5mA； 在在 Q2 點點IB=

7、60 A, IC=2.3mA。53704051BC.II 400400605132BC .II 在以后的計算中，一般作近似處理：在以后的計算中，一般作近似處理： = = 。 ICBO是由少數(shù)載流子的漂是由少數(shù)載流子的漂移運動所形成的電流，受溫移運動所形成的電流，受溫度的影響大。度的影響大。 溫度溫度ICBO ICBO A+EC AICEOIB=0+ICEO受溫度的影響大。受溫度的影響大。溫度溫度ICEO ，所以所以IC也相應也相應增加。增加。三極管的溫度特性較差。三極管的溫度特性較差。 集電極電流集電極電流 IC上升會導致三極管的上升會導致三極管的 值的下降，值的下降，當當 值下降到正常值的三

8、分之二時的集電極電流即值下降到正常值的三分之二時的集電極電流即為為 ICM。 是指基極開路時，加在集電極和發(fā)射極之間的是指基極開路時，加在集電極和發(fā)射極之間的最大允許電壓。最大允許電壓。 PCM取決于三極管允許的溫升，消耗功率過大，取決于三極管允許的溫升，消耗功率過大，溫升過高會燒壞三極管。溫升過高會燒壞三極管。 PC PCM =IC UCEICMU(BR)CEO安全工作區(qū)安全工作區(qū)ICUCEO1、溫度每增加、溫度每增加10 C，ICBO增大一倍。硅管優(yōu)增大一倍。硅管優(yōu) 于鍺管。于鍺管。2、溫度每升高、溫度每升高 1 C，UBE將減小將減小 (22.5)mV， 即晶體管具有負溫度系數(shù)。即晶體管

9、具有負溫度系數(shù)。3、溫度每升高、溫度每升高 1 C， 增加增加 0.5%1.0%。三極管工作狀態(tài)的判斷三極管工作狀態(tài)的判斷例例1：測量某測量某NPN型三極管各電極對地的電壓值如下，型三極管各電極對地的電壓值如下，試判別管子工作在什么區(qū)域？試判別管子工作在什么區(qū)域？ 解：解：原則：原則：對對NPN管而言，放大時管而言，放大時（1）放大區(qū)）放大區(qū)（2）截止區(qū)）截止區(qū)（3）飽和區(qū)）飽和區(qū)例例2某放大電路中三極管三個電極的電流如圖所示。某放大電路中三極管三個電極的電流如圖所示。 IA-2mA,IB-0.04mA,IC+2.04mA,試判斷管腳、管型。試判斷管腳、管型。解：電流判斷法。解：電流判斷法。電

10、流的正方向和電流的正方向和KCL。IE=IB+ ICABC IAIBICC為發(fā)射極為發(fā)射極B為基極為基極A為集電極。為集電極。管型為管型為NPN管。管。9.5.1發(fā)光二極管發(fā)光二極管 LED ( (Light Emitting Diode) )1. 符號和特性符號和特性工作條件：工作條件：正向偏置正向偏置一般工作電流幾十一般工作電流幾十 mA， 導通電壓導通電壓 (1 2) V符號符號u /Vi /mAO2特性特性9.5 光電器件光電器件發(fā)光類型：發(fā)光類型： 可見光：紅、黃、綠可見光：紅、黃、綠不可見光：紅外光不可見光：紅外光9.5.2 光電二極管光電二極管符號和特性符號和特性符號符號特性特性uiOE = 200 lxE = 400 l