半導體晶體管93624課件

1.3晶體管1.3.1晶體管的結(jié)構、分類及基本特性1晶體管的結(jié)構和分類晶體管有三個電極，通俗來講，晶體管內(nèi)部為由P型半導體和N型半導體組成的三層結(jié)構,由兩個PN結(jié)組成，根據(jù)分層次序分為NPN型和PNP型兩大類。晶體管內(nèi)部結(jié)構示意圖2晶體管的三種連接方式因為放大器一般為4端網(wǎng)絡，而晶體管只有3個電極，所以組成放大電路時，有一個電極作為輸入與輸出信號的公共端。根據(jù)所選公共端電極的不同，有以下三種連接方式:共基極、共發(fā)射極和共集電極。

晶體管的三種連接方式3晶體管的電流放大作用

(1)晶體管實現(xiàn)放大的結(jié)構要求是：■發(fā)射區(qū)高摻雜，多數(shù)載流子自由電子的濃度遠大于基區(qū)多數(shù)載流子空穴的濃度。

■基區(qū)做的很薄，通常只有幾微米到幾十微米，而且是低摻雜。

■集電極面積大，以保證盡可能收集到發(fā)射區(qū)發(fā)射的電子。(2)晶體管實現(xiàn)放大的外部條件是：

外加電源的極性應使發(fā)射結(jié)處于正向偏置狀態(tài)；集電結(jié)處于反向偏置狀態(tài)。

(3)晶體管內(nèi)部載流子的運動規(guī)律和電流放大①發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴散電子②電子在基區(qū)擴散和復合③集電區(qū)收集從發(fā)射區(qū)擴散過來的電子1.3.2晶體管的特性曲線當UCE不變時，輸入回路中的電流與IB與電壓UBE之間的關系曲線稱為輸入特性曲線，即其中UCE＝0V的那一條相當于發(fā)射結(jié)的正向特性曲線。當UCE≥1V時，UCB=UCE—UBE>0，集電結(jié)已進入反偏狀態(tài)，開始收集電子，使基區(qū)復合減少，IC/IB增大，特性曲線將向右稍微移動一些。但UCE再增加時，曲線右移很不明顯。因為UCE＝1V時，集電結(jié)已把絕大多數(shù)電子收集過去，收集電子數(shù)量不再明顯增大。工程實踐上，就用UCE＝1V的輸入特性曲線代替UCE>1V以后的輸入特性曲線。

共發(fā)射極接法的輸入特性曲線1輸入特性曲線2輸出特性曲線當IB不變時，輸出回路中的電流IC與電壓UCE之間的關系曲線稱為輸出特性，即

共射極接法輸出特性曲線通常把輸出特性曲線分為三個工作區(qū)：(1)截止區(qū)IC接近零的區(qū)域（即IB≤0的區(qū)域），相當IB=0的曲線的下方。在截止區(qū)，集電結(jié)和發(fā)射結(jié)均處于反向偏置(2)放大區(qū)IC平行于UCE軸的區(qū)域，曲線基本平行等距。此時，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏(3)飽和區(qū)在靠近縱軸附近，各條輸出曲線的上升部分屬于飽和區(qū)，它是IC受UCE顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)UCE的數(shù)值較小，一般UCE＜0.7V(硅管)。發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都處于正向偏置狀態(tài)。1.3.3晶體管的主要參數(shù)晶體管的參數(shù)分為直流參數(shù)、交流參數(shù)和極限參數(shù)三大類。1直流參數(shù)(1)直流電流放大系數(shù)①共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)

②共基極直流電流放大系數(shù)(2)極間反向電流①集-基間反向飽和電流ICBO②集-射間反向飽和電流ICEOICEO和ICBO有如下關系：（2）特征頻率fT晶體管的值不僅與工作電流有關，而且與工作頻率有關。由于結(jié)電容的影響，當信號頻率增加時，晶體管的將會下降。當下降到1時所對應的頻率稱為特征頻率，用fT表示。3極限參數(shù)極限參數(shù)是指為了保證晶體管在放大電路中能正常地、安全地工作而不能逾越的參數(shù)。（1）集電極最大允許損耗功率PCM集電極電流通過集電結(jié)時所產(chǎn)生的功耗，PCM=ICUCE，因發(fā)射結(jié)正偏，呈低阻，所以功耗主要集中在集電結(jié)上。管子工作時，集電結(jié)功耗PC<PCM，否則使集電結(jié)溫升過高而燒壞。（3）反向擊穿電壓①U(BR)CBO——發(fā)射極開路時的集電結(jié)擊穿電壓。

②U(BR)EBO——集電極開路時發(fā)射結(jié)的擊穿電壓。

③U(BR)CEO——基極開路時集電極和發(fā)射極間的擊穿電壓。幾個擊穿電壓在大小上有如下關系：U(BR)CBO≈U(BR)CES＞U(BR)CER＞U(BR)CEO由于晶體管的電流放大系數(shù)β值與工作電流有關，工作電流太大，β就下降，使晶體管的性能下降，也使放大的信號產(chǎn)生嚴重失真。一般定義當β值下降為正常值的1/3～2/3時的IC值為ICM。（2）集電極最大允許電流ICM

④U(BR)CER——BE間接有電阻時的擊穿電壓⑤U(BR)CES——BE短路時的擊穿電壓由最大集電極功率損耗PCM、I