《半导体三极体管》PPT课件.ppt

7-1 半导体三极管,三极管是组成放大电路的核心元件，三极管根据工作原理的不同分为双极型BJT（Bipolar Junction Transister）和单极型FET（Field-Effect Transistor）两大类。,所谓双极型就是有两种载流子参与导电，而单极型只有一种载流子参与导电。前者习惯称为半导体三极管、三极管或晶体管，后者称为场效应管FET（Field-Effect Transistor）。,1.结构示意图及有关术语,BJT管是由两个PN结构成的电子元件，其结构如图所示,collector,emitter,base,发射结,集电结,集电区,发射区,基区,PNP型电路符号,NPN型电路符号,即发射区,、基区,BJT管有三个掺杂区，,及集电区，,分别为发射结ej,和集电结cj。,由各区引出电极分别命名为,发射极e、,基极b,和集电极c。,根据各区的半导体材料的不同，还可如此排列，,两个PN结，,于是三极管就,NPN型和PNP型之分，其电路符号分别为：,V（T）,V（T）,7-1-1 基本结构,2.管子工作状态,三极管的工作状态取决于两个PN结的偏置状态。共有四种组合,为了保证管子工作在放大状态必须外加偏置电压,7-1-2 电流放大作用,1.内部载流子运动过程,（1）发射区向基区发射电子,（2）电子在基区扩散与复合,（3）集电区收集从发射区扩散过来的自由电子,（4）由于cj反偏，C区的少数载流子（空穴）向B区漂移。,2.电流关系,（1）系数,ICE= IE,（2）电流方程,T作为广义节点,c点 IC=ICE + ICBO （2）,b点 IB =IBEICBO （3）,发射结 IBE =IEICE （4）,IE =IB + IC （1）,（3）IC与IE的关系,（4）IC与IB的关系,IE =ICICBO ICICBO,IE = IC IC /IE = 为恒小于1得正数。,由IE =ICICBO 得,把IE代入（2）得 IC= IE+ ICBO,代入（1）得,实际ICBO、ICEO远小于IC、IE ，忽略其影响则有,IC=IB,ICEO穿透电流，其大小受温度影响。, 、 分别为共射、共基极电流放大系数；,IC = IB 的特点称为三极管的放大作用。但必须强调的是，这种放大并非能量放大，其实质为小电流控制大电流。可见三极管属电流控制元件。,7-1-3特性曲线,1. 三极管的连接组态,在介绍特性曲线之前，先介绍三极管连接组态问题。,所谓三极管的连接，就是将三极管接成二端口网络，即将三极管的任意一个电极作为输入与输出的公共端，另外两个电极分别置于输入和输出。,共射极（CE）,共基极（CB）,共集电极（CC）,根据公共端的不同，三极管的连接有三种组态，即,在实际应用中， uCE 1的所有情况用一条曲线代替。这是因为uCE1时，其收集能力已经相当强，几乎能收集发射区发射过来的全部电子。换句话说，当uBE保持不变的情况下，uCE1时的所有曲线几乎重合。,2.共射极的特性曲线,（1)输入特性,UCE1,UCE=0,与正向偏置的二极管电流方程相似，发射极的电流与发射结的电压uBE成指数关系，同时因为iC=iB ， iE iC ，所以发射极电流iE与发射结电压uBE也成指数关系，即,根据三极管工作状态不同，输出特性曲线分为三个工作区：,（2）输出特性,当IB一定时，在UCE超过一定数值（约1V）以后， UCE继续增加时， IC不再有明显的增加，而趋于恒流。,饱和区,截止区,（3）输出特性分区,（1）特性参数,7-1-4 三极管的主要参数,反向饱和电流ICBO、 ICEO,集电极最大允许电流ICM,集射极反向击穿电压U（BR）CEO,集电极最大允许耗散功率PCM,电流放大系数,（2）极限参数,ICEO = （1+）ICBO,PCM = IC UCE,7-1