2.3模電晶體管解析

2.3晶體管BJT一個PN結二極管單向導電性二個PN結三極管電流放大（控制）2.3.1晶體管的結構與類型(a)小功率管(b)小功率管(c)大功率管(d)中功率管一、分類：按頻率分有高頻管、低頻管按功率分有小、中、大功率管按材料分有硅管、鍺管按結構分有NPN型和PNP型三極管的不同封裝形式金屬封裝塑料封裝大功率管中功率管

半導體三極管的結構有兩種類型:NPN型和PNP型。二、晶體管的結構簡介1.NPN型NPN管的電路符號2.PNP型PNP管的電路符號正常放大時外加偏置電壓的要求問：若為PNP管，圖中電源極性如何？發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入載流子集電結應加反向電壓（反向偏置）發(fā)射結應加正向電壓（正向偏置）集電區(qū)從基區(qū)接受載流子三、

晶體管的電流放大牢記??！2.電子在基區(qū)中的擴散與復合（IBN）3.集電區(qū)收集擴散過來的電子（ICN）另外,基區(qū)集電區(qū)本身存在的少子，在集電結上存在漂移運動，由此形成電流ICBO三極管內有兩種載流子參與導電，故稱此種三極管為雙極型三極管，記為BJT(BipolarJunctionTransistor)1.發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子（IEN、IEP?。?.三極管內載流子的傳輸過程發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子集電區(qū)：收集載流子基區(qū)：傳送和控制載流子

放大狀態(tài)下BJT中載流子的傳輸過程2.電流分配關系根據(jù)傳輸過程可知IC=INC+ICBO通常

IC>>ICBO

為電流放大系數(shù)。它只與管子的結構尺寸和摻雜濃度有關，與外加電壓無關。一般

=0.90.99。IE=IB+IC放大狀態(tài)下BJT中載流子的傳輸過程

所以IC=

IE+ICBO

是另一個電流放大系數(shù)。同樣，它也只與管子的結構尺寸和摻雜濃度有關，與外加電壓無關。一般

>>1。又：把IE=IB+IC

代入IC=

IE+ICBO且令ICEO=(1+

)ICBO（穿透電流）整理得：3.三極管的三種組態(tài)(c)共集電極接法，集電極作為公共電極，用CC表示。(b)共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極，用CE表示；(a)共基極接法，基極作為公共電極，用CB表示；BJT的三種組態(tài)共基極放大電路4.放大作用若

vI=20mV電壓放大倍數(shù)使

iE=-1mA，則

iC=

iE=-0.98mA，

vO=-iC?

RL=0.98V，當

=0.98時，共基極放大電路只實現(xiàn)電壓放大，電流不放大（控制作用）三極管的放大作用,主要是依靠它的IE能通過基區(qū)傳輸,然后順利到達集電極而實現(xiàn)的。故要保證此傳輸,一方面要滿足內部條件,即發(fā)射區(qū)摻雜濃度要遠大于基區(qū)摻雜濃度,基區(qū)要薄;另一方面要滿足外部條件,即發(fā)射結正偏,集電結要反偏。輸入電壓的變化,是通過其改變輸入電流,再通過輸入電流的傳輸去控制輸出電壓的變化,所以BJT是一種電流控制器件。兩個要點特性曲線是指各電極之間的電壓與電流之間的關系曲線輸入特性曲線輸出特性曲線2.3.3晶體管的V-I特性曲線

iB=f(vBE)

vCE=const.(2)當vCE≥1V時，vCB=vCE-vBE>0，集電結已進入反偏狀態(tài)，開始收集電子，基區(qū)復合減少，同樣的vBE下iB減小，特性曲線右移。(1)當vCE=0V時，相當于發(fā)射結的正向伏安特性曲線。1.輸入特性曲線（以共射極放大電路為例）共射極連接管子正常工作時，0.7V(硅管）0.2V(鍺管）飽和區(qū)：vCE很小，iC

iB，三極管如同工作于短接狀態(tài)，一般vCE

vBE，此管壓降稱為飽和壓降。此時，發(fā)射結正偏，集電結正偏或反偏電壓很小。iC=f(vCE)

iB=const.2.輸出特性曲線輸出特性曲線的三個區(qū)域:截止區(qū)：iB=0，iC＝iCEO0，三極管如同工作于斷開狀態(tài)，此時，vBE小于死區(qū)電壓。放大區(qū)：vBE>Vth，vCE反電壓大于飽和壓降，此時，發(fā)射結正偏，集電結反偏。再次注意：管子正常工作時，0.7V(硅管）0.2V(鍺管）(1)共射極直流電流放大系數(shù)

=（IC－ICEO）/IB≈IC/IB

vCE=const.1.電流放大系數(shù)2.3.4BJT的主要參數(shù)(2)共射極交流電流放大系數(shù)

=

iC/

iB

vCE=const.(3)共基極直流電流放大系數(shù)

=（IC－ICBO）/IE≈IC/IE

(4)共基極交流電流放大系數(shù)α

α=

iC/

iE

vCB=const.當ICBO和ICEO很小時，≈

、≈

，可以不加區(qū)分。α與β間的關系：

2.極間反向電流(1)集電極基極間反向飽和電流ICBO

發(fā)射極開路時，集電結的反向飽和電流。

與單個PN結的反偏電流相同，T一定時為常數(shù)（取決于少子濃度）

ICBO越小越好小功率硅管<1A小功率鍺管10A左右

(2)集電極發(fā)射極間的反向飽和電流ICEO

ICEO=（1+）ICBO

ICEO越小越好小功率硅管幾微安以下小功率鍺管幾十微安以上溫度變化大的場合宜選用硅管(1)集電極最大允許電流ICM——三極管正常工作時集電極所允許的最大工作電流(2)集電極最大允許功率損耗PCM

PCM=ICVCE

3.極限參數(shù)PCM值與環(huán)境溫度有關，溫度愈高，則PCM值愈小。當超過此值時，管子性能將變壞或燒毀。(3)反向擊穿電壓

V(BR)CBO——發(fā)射極開路時的集電結反 向擊穿電壓。

V(BR)EBO——集電極開路時發(fā)射結的反 向擊穿電壓。

V(BR)CEO——基極開路時集電極和發(fā)射極間的擊穿電壓。幾個擊穿電壓有如下關系

V(BR)CBO＞V(BR)CEO＞V(BR)EBO討論1，三極管在放大區(qū)時的集電極電流是由多子漂移形成的？（）2，當三極管工作在放大區(qū)時，發(fā)射結電壓為

偏置，集電結電壓為

偏置。3，測得放大電路中三只晶體管的直流電位如圖示，分析他們的類型、管腳和所用的材料（硅或鍺）。判斷依據(jù)：1.在放大區(qū)，NPN管：VC>VB>VE

PNP管：VC<VB<VE2.硅管：VBE=0.7V

鍺管：VBE=-0.2V3.7V3V12V11.3V0V12V15V14.8V12V硅管，NPNbec硅管，PNPbceebc鍺管，PNP4,測出電路中晶體管三個電極對地的電位，判斷其工作狀態(tài)。3.7V3V8V2V3V12V3.7V3V3.3V判斷依據(jù)：NPN管：放大狀態(tài)：VCVB>VE，且VBE>Vth截止狀態(tài)：VBE<Vth飽和狀態(tài)：VBE