第1章半导体器件三极管.ppt

1.3.1三极管的结构与符号,两种类型:NPN型、PNP型。,箭头代表发射极电流的实际方向,1.3.2三极管的电流分配与控制,适当的直流偏置电压在放大工作状态：发射结加正向电压，集电结加反向电压。,1内部载流子运动形成的电流,在发射结正偏，集电结反偏条件下，三极管中载流子的运动：,(1)内部电流分配关系,对于集电极电流IC和发射极电流IE之间的关系可以用系数来说明，定义:,：共基极直流电流放大系数。它表示最后达到集电极的电子电流ICN与总发射极电流IE的比值。一般为0.980.999。,(1)内部电流分配关系,引入后，三极管的电流分配关系为：,当很小的时候，则可得如下近似式：,（2）电流控制作用,*若以控制，则,*若以控制，得,即,(3)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；,1.3.3三极管的伏安特性曲线,输入特性曲线iB=f(vBE)vCE=const输出特性曲线iC=f(vCE)iB=const,共发射极接法三极管的特性曲线：,1.输入特性曲线,2.输出特性曲线,(1)放大区JE正偏，JC反偏。,截止区：对应IB0的区域，JC和JE都反偏，IB=IC=0,输出特性曲线,(3)饱和区JC和JE都正偏，VCES约等于0.3V，ICIB,饱和时c、e间电压记为VCES，深度饱和时VCES约等于0.3V。饱和时的三极管c、e间相当于一个压控电阻。,输出特性曲线总结,饱和区iC受vCE显著控制的区域，vCE的数值较小一般vCE0.7V(硅管)。发射结正偏，集电结正偏,截止区iC接近零的区域，iB=0的曲线的下方。发射结反偏，集电结反偏,放大区发射结正偏，集电结反偏，电压大于0.7V左右(硅管)。,三极管工作情况总结,1.3.4半导体三极管的主要参数,半导体三极管的参数分为两大类:性能参数、极限参数,1.电流放大系数直流电流放大系数,a.共基极直流电流放大系数,三极管的直流参数,b.共射极直流电流放大系数：=（ICICEO）/IBIC/IBvCE=const,三极管的交流参数,交流电流放大系数,a.共基极交流电流放大系数=IC/IEVCB=const,b.共发射极交流电流放大系数=IC/IBvCE=const,三极管的交流参数,当ICBO和ICEO很小时，、，可以不加区分。,2三极管的极间反向电流,b.集电极发射极间的反向饱和电流ICEO,2.极间反向电流a.集电极基极间反向饱和电流ICBO,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，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流ICM。,3.极限参数集电极最大允许电流ICM,三极管的极限参数,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=ICVCBICVCE，在计算时往往用VCE取代VCB。,三极管的极限参数,反向击穿电压:反向击穿电压表示三极管电极间承受反向电压的能力。a.V(BR)CBO发射极开路时的集电结击穿电压。,b.V(BR)EBO集电极开路时发射结的击穿电压。,c.V(BR)CEO基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。对于V(BR)CER表示BE间接有电阻，V(BR)CES表示BE间是短路的。,三极管的极限参数,反向击穿电压:参数测试电路,BR代表击穿之意，是Breakdown的字头。几个击穿电压在大小上有如下关系：V(BR)CBOV(BR)CESV(BR)CERV(BR)CEOV(BR)EBO,三极管的安全工作区,由PCM、ICM和V(BR)CEO在输出特性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和击穿区。,4.特征频率fT三极管的值不仅与工作电流有关，而且与工作频率有关。由于结电容的影响，当信号频率增加时，三极管的将会下降。当下降到1时所对应的频率称为特征频率，用fT表示。,三极管的参数,三极管的型号,国家标准对半导体三极管的命名如下:3DG110B,第二位：A锗PNP管、B锗NPN管、C硅PNP管、D硅NPN管,第三位：X低频小功率管、D低频大功率管、G高频小功率管、A高频大功率管、K开关管,用字母表示材料,用字母表示器件的种类,用数字表示同种器件型号的序号,用字母表示同一型号中的不同规格,三极管,三极管应用,Vi=5V时，IB=(5-0.7)/10K=0.43mAICS=10V/5K=2mAIB=22mA三极管饱和，VO=0V;Vi=0V时，三极管截止,VO=10V。,例如：三极管用作可控开关(=50),例1：判断三极管的工作状态,测量得到三极管三个电极对地电位