《晶体极管sw》PPT课件.ppt

模拟电子技术基础,第1章 常用半导体器件,电子系 2010年9月 Electronic Department Sep. 2010,1.1、半导体的基础知识 1.2、半导体二极管 1.3、晶体三极管 1.4、场效应管,第一章 常用半导体器件,1.3 晶体三级管,一、三极管的结构和符号,多子浓度高,多子浓度很低，且很薄,面积大,晶体管有三个极、三个区、两个PN结。,中功率管,大功率管, 三极管的结构（续）,1. 由三层半导体组成，有三个区、三个极、两个PN结。,2. 发射区掺杂浓度比集电区高得多。,基区掺杂低,且很薄。,发射极E 基极B 集电极C,发射区 基区 集电区,发射结 集电结,一、三极管的结构和符号, 三极管的工作原理,三极管各区的作用,发射区向基区提供载流子,基区传送和控制载流子,集电区收集载流子,放大作用的外部条件,发射结加正向电压，即发射结正偏,集电结加反向电压，即集电结反偏,注意：三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压才 能起放大作用。,二、晶体管的放大原理,二、晶体管的放大原理,扩散运动形成发射极电流IE，复合运动形成基极电流IB，漂移运形成集电极电流IC。,少数载流子的运动,因发射区多子浓度高使大量电子从发射区扩散到基区,因基区薄且多子浓度低，使极少数扩散到基区的电子与空穴复合,因集电区面积大，在外电场作用下大部分扩散到基区的电子漂移到集电区,基区空穴的扩散,电流分配： IEIBIC IE扩散运动形成的电流 IB复合运动形成的电流 IC漂移运动形成的电流,穿透电流,集电结反向电流,直流电流放大系数,交流电流放大系数,为什么基极开路集电极回路会有穿透电流？,三、晶体管的共射输入特性和输出特性,为什么UCE增大曲线右移？,对于小功率晶体管，UCE大于1V的一条输入特性曲线可以取代UCE大于1V的所有输入特性曲线。,为什么像PN结的伏安特性？,为什么UCE增大到一定值曲线右移就不明显了？,1、输入特性,2、输出特性,是常数吗？什么是理想三极管？什么情况下 ?,对应于一个IB就有一条iC随uCE变化的曲线。,为什么uCE较小时iC随uCE变化很大？为什么进入放大状态曲线几乎是横轴的平行线？,饱和区,放大区,截止区,三极管的四种工作状态：,饱和工作状态: 发射结正偏，集电结正偏,截止工作状态：发射结反偏，集电结反偏,放大工作状态: 发射结正偏，集电结反偏,反向工作状态：发射结反偏，集电结正偏,在放大电路中，主要应用其放大工作状态。而在脉冲与数字电 路中则主要应用其饱和和截止状态。而反向工作状态，原理上讲， 此状态和放大状态没有本质区别，但由于晶 体管的实际结构 不对称，发射结比集电结小得多，起不到放大作用，故这种状 态基本不用。,1. 直流参数,共基直流电流放大系数,共射直流电流放大系数,级间反向饱和电流ICBO和ICEO,集电极基极间反向饱和电流ICBO ICBO的下标CB代表集电极和基极， O是Open的字头，代表第三个电极E开路。 Ge管：A量级 Si管：nA量级,四、主要参数,集电极发射极间的穿透电流ICEO ICEO和ICBO有如下关系 ICEO=（1+ ）ICBO,级间反向饱和电流ICBO和穿透电流ICEO,2. 交流参数,共基交流电流放大系数,共射交流电流放大系数,特征频率fT, 随着频率下降为1时对应的频率。,集电极最大允许电流ICM,当集电极电流增加时， 就要下降，当 值下降到线性放大区 值的2/3时所对应的最大集电极电流。,3. 极限参数,当IcICM时，并不表示三极管会损坏。只是管子的放大倍数降低。,集电极最大允许功率损耗PCM,集电极电流通过集电结时所产生的功耗， PCM= IcUcb 因发射结正偏，呈低阻，所以功耗主要集中在集电结上。在计算时往往用Uce取代Ucb， PCMIC Uce,反向击穿电压UCEO,B、UEBO,B、 UCBO,B,UCEO,B 表示基极B开路时，CE之间允许施加的最大反向电压。,UCEO,B,UEBO,B 表示集电极C开路时，EB之间允许施加的最大反向电压。,UEBO,B,UCBO,B 表示发射极E开路时，CB之间允许施加的最大反向电压。,UCBO,B,击穿电压之间的关系： UCBO,BUCEO,B UEBO,B,UCES,B,UCER,B,击穿电压之间的关系: UCBO,B UCES,B UCER,B UCEO,BUEBO,B,反向击穿电压UCES,B、 UCER,B,UCES,B 表示基极B短路(short)时，CE之间允许施加的最大反向电压。,UCER,B 表示基极B加电阻时(Resistance)时，CE之间允许施加的最大反向电压。,晶体管的安全工作区,UCEO,B,UCE/V,PCMIC UCE,温度,基极门限电压UBEO,集电极反向饱和电流ICBO ,电流放大倍数,五、温度对晶体管特性的影响,小 结,晶体三极管是电流控制元件，通过控制基极电流或射极电流可以控制集电极电流。 要使三极管正常工作并有放大作用，管子的发射结必须正向偏置，集电结必须反向偏置。 三极管的特性可用输入和输出特性曲线来表示，也可用特性参数来表示。主要的特性参数有：电流放大系数、，极间反向电流ICBO、ICEO，极限参数ICM、PCM和UCEO,B 由于 、ICBO、ICEO等受温度影响较大，为了稳定，选管子时ICBO、ICEO要小， 也不要过大。,例题： 某放大电路中双极型晶体管3个电极的电流如题2-6图所示。已测出,试分析A,B,C中哪个是基级、发射极？该管的为多大？,解：有图分析,根据晶体管放大电路的特点可知A为集电极，B为基极，C为发射极。,分析： 对于BJT（or三极管），有,填空： 1.放大电路中，已知三极管三个电极的对地电位为VA=-9V，VB=-6.2V，VC=-6V，则三极管是_三极管，A为_极，B为_极，C为_极。,答：PNP，A是集电极，B是基极，C是发射极。,2. 硅二极管正向导通压降约为_，锗二极管正向导通压降约为_ 。,3.测量某硅管BJT各电极对地的电压值如下，说明管子工作的区域： （1）VC=6V，VB=0.7V，VE=0V,答案： （1）放大区 （2）饱和区 (3) 截止区,答：0.60.7V， 0.20.3V， 。,（2）VC=3.6V，VB=4V，VE=3.3V,（3）VC=6V，VB=4V，VE=3.7V,选择填空： 1.当温度升高时，半导体三极管的（ ），穿透电流ICEO（ ），Vbe（ ）。,A变大 B变小 C不变,答：A，A，B,2. 3AX22型三极管的极限参数为：V（BR）CEO