模電雙極型晶體管

1、模電課件雙極型晶體管2022/9/21模電課件第1頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)49分，星期四一、晶體管的結(jié)構(gòu)及類(lèi)型晶體三極管又稱雙極型晶體管、半導(dǎo)體三極管、三極管等。 發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū) 三極管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):（1）發(fā)射區(qū)的摻雜濃度集電區(qū)摻雜濃度。（2）基區(qū)要制造得很薄且濃度很低。 半導(dǎo)體三極管由兩個(gè)PN 結(jié)構(gòu)成。類(lèi)型:NPN 型和PNP 型。 c集電極 e發(fā)射極 b基極NNPNPN型晶體管結(jié)構(gòu) 集電結(jié)(Jc)發(fā)射結(jié)(Je)集電極第2頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)49分，星期四PPNPNP型晶體管結(jié)構(gòu) e c bNNPNPN型晶體管結(jié)構(gòu) e c bNPN型晶體管符號(hào)PNP型

2、晶體管符號(hào)第3頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)49分，星期四二、電流分配與放大原理1、內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 以NPN管共射放大電路為例ICIBRBEBECRCVVAmA +UCE +UBE三極管基本放大電路 EcEB放大狀態(tài)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。第4頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)49分，星期四（1）發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散自由電子EBRBRCEC 發(fā)射結(jié)正偏，多數(shù)載流子（自由電子）的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)； 發(fā)射區(qū)自由電子不斷擴(kuò)散到基區(qū)形成電流IEN；IEPIEIEN 基區(qū)空穴擴(kuò)散到發(fā)射區(qū)形成電流IEP； 發(fā)射極電流： IEIEP+IEN ；發(fā)射結(jié)(Je)第5頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，

3、5月20日，6點(diǎn)49分，星期四EBRBRCECIEPIEIEN（2）自由電子在基區(qū)擴(kuò)散和復(fù)合 發(fā)射結(jié)自由電子濃度很高，繼續(xù)向集電結(jié)方向擴(kuò)散；IBN 擴(kuò)散到基區(qū)的自由電子，一部分被電源EB拉走，形成電流IBN；第6頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)49分，星期四集電結(jié)EBRBRCECIEPIEIENIBN（3）集電區(qū)收集從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散過(guò)來(lái)的自由電子發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)并到集電結(jié)邊緣的自由電子繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到集電區(qū)，形成電流 ICN ；集電結(jié)反偏，內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)，漂移運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，少數(shù)載流子的運(yùn)動(dòng)形成電流 ICBO ，是構(gòu)成 IB 與 IC 的一小部分。ICNICICBOIB第7頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5

4、月20日，6點(diǎn)49分，星期四EBRBRCECIEPIEIENIBNICNICICBOIB2、電流分配關(guān)系第8頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)49分，星期四+uiEB+uIRBRCEC3、晶體管的共射電流放大系數(shù)靜態(tài)（直流）：當(dāng)ui為零時(shí)， uI=EB； 動(dòng)態(tài)（交流）：（1）令ui0，即靜態(tài)定義共射直流電流放大系數(shù)： ICEO：穿透電流。+uiEB+uIRBRCECICIB第9頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)49分，星期四+uiEB+uIRBRCEC（2）令ui0，即動(dòng)態(tài) 定義共射交流電流放大系數(shù)：iCiB+uiEB+uIRBRCEC第10頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日

5、，6點(diǎn)49分，星期四2022/9/21模電課件+uiEe+uIReRCECiBiCiE4、共基電流放大系數(shù) 定義共基直流電流放大系數(shù)：定義共基交流電流放大系數(shù)：第11頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)49分，星期四三、晶體管的共射特性曲線1、輸入特性曲線測(cè)量電路 ICIBRBEBECRCVVAmA +UCE +UBE第12頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)49分，星期四（2）UCE增大，曲線右移；UCE越大，從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的自由電子被VB拉走的數(shù)量越少，故要獲得同樣的iB，就需加大uBE；（3）當(dāng)UCE1V時(shí)，輸入特性曲線重合；（1） UCE 0 時(shí)，相當(dāng)于兩個(gè)PN結(jié)并聯(lián)。

6、曲線與PN結(jié)伏安特性相似；第13頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)49分，星期四2、輸出特性曲線uCE/ViC/mAIB=0IB=20AIB=40AIB=60A截止區(qū)放飽和區(qū)工作狀態(tài)：放大、截止和飽和狀態(tài)三種工作狀態(tài)（1）放大區(qū)（線性區(qū)）：iC與uCE無(wú)關(guān)，幾乎僅僅受iB控制，IC= IB，ic= iB ， 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。iC=f(uCE) IB=常數(shù)大區(qū)第14頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)49分，星期四uCE/ViC/mAIB=0IB=20AIB=40AIB=60A截止區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)（2）截止區(qū)：IB0曲線以下，可靠截止uBE 0V；發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。模擬

7、電路：放大區(qū) 數(shù)字電路：截止和飽和區(qū)（3）飽和區(qū)：uBE=0.7V(si)，且UCE UBE ，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。iB的變化對(duì)iC影響很小，不成正比， IC IB 。第15頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)49分，星期四四、晶體管的主要參數(shù)1、直流參數(shù)（1）共射直流電流放大系數(shù) （3）極間反向電流：ICBO是發(fā)射極開(kāi)路時(shí)集電結(jié)的反向飽和電流；ICEO是基極開(kāi)路時(shí)集電極與發(fā)射極間的穿透電流， 。2、交流參數(shù)（1）共射交流電流放大系數(shù)第16頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)49分，星期四（3）特征頻率fT：使的數(shù)值下降到1的信號(hào)頻率。3、極限參數(shù)（1）最大集電極耗散功率PCM uCEiCU(BR)CEOICM區(qū)安全工作過(guò)損耗區(qū)（2）最大集電極電流ICM（3）極間反向擊穿電壓U(BR)CBO、U(BR)CEO、U(BR)EBO iC超過(guò)ICM，晶體管不一定損壞，但明顯下降。第17頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)49分，星期四五、溫度對(duì)晶體管特性及參數(shù)的影響（1）溫度對(duì)ICBO的影響 （2）溫度對(duì)輸入特性的影響 （3）溫度對(duì)輸出特性的影