《极管基础》PPT课件.ppt

,半导体三极管的结构示意图如图所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。 两种类型的三极管,发射结(Je),集电结(Jc),基极，用B或b表示（Base）,发射极，用E或e 表示（Emitter）；,集电极，用C或c 表示（Collector）。,发射区,集电区,基区,三极管符号,1.4 半导体三极管（BJT）,1.4 半导体三极管（BJT）,1.4 半导体三极管（BJT）, 发射区的掺杂浓度最高；, 集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；, 基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低。,管芯结构剖面图,结构特点：,1.4.1 BJT的电流分配与放大原理,1. 内部载流子的传输过程,三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。 外部条件：发射结正偏，集电结反偏。,发射区：发射载流子 集电区：收集载流子 基区：传送和控制载流子 （以NPN为例）,载流子的传输过程,1.4.3 BJT的电流分配与放大原理,以上看出，三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电，故称为双极型三极管。或BJT (Bipolar Junction Transistor)。,2. 电流分配关系,载流子的传输过程,IE=IB+ IC,根据传输过程可知,3. 放大作用,若,vI = 20mV,使,当,则,电压放大倍数,VEE,VCC,VEB,IB,IE,IC,vI,+vEB,+iC,+iE,+iB,iE = 1 mA，,iC = iE = 0.98 mA，,vO =iC RL = 0.98 V，, = 0.98 时，,4. 三极管的三种组态,共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示;,共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。,共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；,BJT的三种组态,共射放大,VBB,VCC,VBE,IB,IE,IC,vI,+vBE,+iC,+iE,+iB,vI = 20mV,设,若,则,电压放大倍数,iB = 20 uA,vO = -iC RL = -0.98 V，, = 0.98,使,1.4 半导体三极管,三极管的电流放大表现为小的基极电流变化，引起 较大的集电极电流变化。,1.4.2 BJT的放大系数,(1)共发射极直流电流放大系数 =（ICICEO）/IBIC / IB vCE=const,1. 电流放大系数,(2) 共发射极交流电流放大系数 =IC/IBvCE=const,1.4.2 BJT的放大系数,1. 电流放大系数,1.4.2三极管的电流放大倍数,集电极直流电流IC与基极直流电流IB之比称为共射直流电流放大倍数，用 表示 由电路分析中相关定律得到 、发射极直流电流 集电极交流电流 与基极交流电流 之比称为共射交流电流放大倍数，用表示 一般情况下,1.4.2三极管的电流放大倍数,当以发射极直流电流IE作为输入电流，以集电极直流电流IC作为输出电流时，IC与IE之比称为共基直流电流放大倍数，用 表示 共基交流电流放大倍数定义为 同样，一般情况下 和 的关系为 或,1.4.2三极管的电流放大倍数,1.4.4三极管的工作状态,1. 放大状态 三极管处于放大VCC大于VBB，并且发射结正向偏置、集电结反向偏置。此时称放大状态。 2. 饱和状态 VCC小于VBB，并且发射结和集电结都是正向偏置。涌入到基区的电子中只有极少部分与空穴复合，形成基极电流IB，绝大部分扩散到基区的电子堆积在发射结和集电结附近，使发射结和集电结上的势垒加宽，阻止了发射区和集电区的自由电子进一步扩散到基区，由此可见，此时三极管没有放大能力。此种状态称三极管处于饱和状态。,1.4.4三极管的工作状态,3. 截止状态 VBB小于发射结的开启电压，则发射结处于零偏置或反偏置，集电结反向偏置。由于外加电压没有达到发射结的开启电压，使发射区的自由电子不能越过发射结达到基区，不能形成电流，从而发射极、集电极和基极的电流都很小，也就谈不上放大了。此时称三极管处于截止状态。,1.5 三极管的共射特性曲线及主要参数,vCE = 0V,iB=f(vBE) vCE=const,(2) 当vCE1V时， vCB= vCE - vBE0，集电结已进入反偏状态，开始收 集电子，基区复合减少，同样的vBE下 IB减小，特性曲线右移。,(1) 当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。,1. 5.1 输入特性曲线,1.5 三极管的共射特性曲线及主要参数,1. 5.1 输入特性曲线,(3) 输入特性曲线的三个部分,死区,非线性区,线性区,1.5 三极管的共射特性曲线及主要参数,1.5.2. 输出特性曲线,iC=f(vCE) iB=const,输出特性曲线的三个区域:,1.5 三极管的共射特性曲线及主要参数,1.5.3. 三极管的主要参数,(一). 直流参数 1. 共射直流电流放大倍数 2. 共基直流电流放大倍数,(二). 交流参数 共射交流电流放大倍数 共基交流电流放大倍数 特征频率,1.5 三极管的共射特性曲线及主要参数,1.5.3. 三极管的主要参数,(三). 极限参数 为了使三极管能够安全的工作，极限参数给出了对它的电压、电流和功率损耗的限制值。 1. 最大集电极耗散功率PCM PCM是在一定条件下，三极管允许的最大功耗。 2. 最大集电极电流ICM IC在相当大的范围内，电流放大倍数值基本不变，但当IC的数值大到一定程度时值将减小。使值明显减小的IC即为ICM。通常，当三极管的IC大于ICM时，三极管不一定损坏，但值明显下降。,1.5 三极管的共射特性曲线及主要参数,1.5.3. 三极管的主要参数,此外，由于半导体材料的热敏性，三极管的参数几乎都与温度有关。对于电子电路，如果不能很好地解决温度稳定性问题，将不能使其实用，因此在设计和制作电子电路过程中，还应考虑温度对三极管参数的影响。,1.6 共射极放大电路, 电路组成, 简化电路及习惯画法, 简单工作原理, 放大电路的静态和动态, 直流通路和交流通路, 书中有关符号的约定,1.6 共射极放大电路,输入回路（基极回路）,输出回路（集电极回路）,1. 电路组成,共射电路组成,习惯画法,共射极基本放大电路,2. 简化电路及习惯画法,Vi=0,Vi=Vsint,3. 简单工作原理,静态：输入信号为零（vi= 0 或 ii= 0）时，放大电路的工作状态，也称直流工作状态。,动态：输入信号不为零时，放大电路的工作状态，也称交流工作状态。,电路处于静态时，三极管个电极的电压、电流在特性曲线上确定为一点，称为静态工作点，常称为Q点。一般用IB、 IC、和VCE （或IBQ、ICQ、和VCEQ ）表示。,# 放大电路为什么要建立正确的静态？,4. 放大电路的静态和动态,