高二物理競賽課件放大狀態(tài)下BJT的工作原理

放大狀態(tài)下BJT的工作原理

RcVccRbVbb集電區(qū)收集擴(kuò)散過來的電子。

因?yàn)榧娊Y(jié)反偏，收集擴(kuò)散到集電區(qū)邊緣的電子，形成電流ICN

。另外，集電結(jié)區(qū)的少子形成漂移電流ICBO。動畫演示放大狀態(tài)下BJT的工作原理從內(nèi)部看：從外部看：ICN與IBN之比稱為電流放大倍數(shù)

實(shí)驗(yàn)表明IC比IB大數(shù)十至數(shù)百倍，因而有:IB雖然很小，但對IC有控制作用，IC隨IB的改變而改變，即基極電流較小的變化可以引起集電極電流較大的變化，表明基極電流對集電極具有小量控制大量的作用，這就是三極管的電流放大作用。三極管屬于電流控制型器件??！動畫演示

綜上所述，三極管的放大作用，主要是依靠它的發(fā)射極電流能夠通過基區(qū)傳輸，然后到達(dá)集電極而實(shí)現(xiàn)的。實(shí)現(xiàn)這一傳輸過程的兩個條件是：（1）內(nèi)部條件：發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)雜質(zhì)濃度，且基區(qū)很薄。（2）外部條件：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。三極管的特性（輸入特性、輸出特性）曲線描述各電極之間電壓，電流之間的關(guān)系，用于對三極管的性能、參數(shù)和三極管電路的分析估算。（以共射極接法為例）

輸入特性曲線：

描述了在管壓降vCE一定的情況下，基極電流iB與發(fā)射結(jié)壓降vBE之間的函數(shù)關(guān)系，即3.1.3BJT的V-I特性曲線=0VvCEvBE(V)①vCE=0V時，相當(dāng)于兩個PN結(jié)并聯(lián)。③

vCE≥1V再增加時，曲線右移很不明顯。

②

當(dāng)vCE=1V時，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開始收集電子，所以基區(qū)復(fù)合減少，在同一vBE

電壓下，iB

減小。特性曲線將向右稍微移動一些。死區(qū)電壓硅0.5V鍺0.1V導(dǎo)通壓降硅0.7V鍺0.3V++++iC-vBE+-vCET+iB=1VCEv①當(dāng)vCE=0V時，因集電極無收集作用，iC=0。②

vCE↑→ic

↑

。

③當(dāng)vCE

＞1V后，收集電子的能力足夠強(qiáng)。這時，發(fā)射到基區(qū)的電子都被集電極收集，形成iC。所以vCE再增加，iC基本保持不變。同理，可作出iB=其它值的曲線。

(2)

輸出特性曲線：描述基極電流iB為一常量時，集電極電流iC與管壓降vCE之間的函數(shù)關(guān)系?，F(xiàn)以iB=60uA一條加以說明。iCCE(V)(mA)=60uAIBv輸出特性動畫演示三極管工作的三個區(qū)域：放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。(1)當(dāng)IB一定時，iC幾乎不隨vCE變化，具有恒流特性；(2)iC隨iB變化線性變化，iC=βiB，

iC受iB控制。uCEiCIB=0uAIB=20uAIB=40uAIB=60uAIB=80uA0截止區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)工作條件：VBE>Von，VCE>VBE

放大區(qū)：iC平行于vCE軸的區(qū)域，曲線基本平行等距，說明iC此時主要受iB控制，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。三極管工作的三個區(qū)域：截止區(qū)：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。IB對IC無控制作用。IB=0，IC=ICEO

很小。ICEO=（1+β

）ICBO—受溫度影響大，故ICEO溫度系數(shù)大。uCEiCIB=0mAIB=20mAIB=40mAIB=60mAIB=80mA0截止區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)工作條件：VBE<Von，

vCE>vBE

截止區(qū)：iC接近零的區(qū)域，相當(dāng)iB=0的曲線的下方。此時，vBE小于死區(qū)電壓。一般，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均反向偏置，保證可靠截止。三極管工作的三個區(qū)域：飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。IC不隨IB變化，無放大作用，IB對IC控制作用消失。注：放大電路中三極管工作區(qū)域可通過三個電極的電位來判斷。uCEiCIB=0mAIB=20mAIB=40mAIB=60mAIB=80mA0截止區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)特點(diǎn):飽和區(qū)：iC明顯受vCE控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)，一般vCE＜0.7V(硅管)，i