《晶体三极管》PPT课件.ppt

1、第四讲 晶体三极管 一、晶体管的结构和符号 二、晶体管的放大原理 三、晶体管的共射输入、输出特性 四、温度对晶体管特性的影响 五、主要参数 B E C N N P 基极基极 发射极发射极 集电极集电极 NPN型型 P N P 集电极集电极 基极基极 发射极发射极 B C E PNP型型 一、结构一、结构 一、三极管的结构和符号一、三极管的结构和符号 B E C N N P 基极基极 发射极发射极 集电极集电极 发射结发射结 集电结集电结 二、类型二、类型 有有PNP型和型和NPN型；硅管和锗管；大功率管型；硅管和锗管；大功率管 和小功率管；高频管和低频管。和小功率管；高频管和低频管。 B E

2、C N N P 基极基极 发射极发射极 集电极集电极 基区：较薄，基区：较薄， 掺杂浓度低掺杂浓度低 集电区：集电区： 面积较大面积较大 发射区：掺发射区：掺 杂浓度较高杂浓度较高 B E C N N P VBB RB VCc IE 基区空穴基区空穴 向发射区向发射区 的扩散的扩散 IEP可忽可忽 略。略。 IBN 进入进入P区的电子区的电子 少部分与基区的少部分与基区的 空穴复合，形成空穴复合，形成 电流电流IBN ，多数，多数 扩散到集电结。扩散到集电结。 发射结正发射结正 偏，发射偏，发射 区电子不区电子不 断向基区断向基区 扩散，形扩散，形 成发射极成发射极 电流电流IEN。 （集电结

3、反偏），即 （发射结正偏） 放大的条件 BECECB ONBE 0uuu Uu 二、晶体管电流放大原理二、晶体管电流放大原理 Rc B E C N N P VBB RB VCC IE 集电结反偏，集电结反偏， 有少子形成的有少子形成的 反向电流反向电流ICBO。 ICBO IC=ICN+ICBO ICN IBN ICN 从基区扩从基区扩 散来的电散来的电 子作为集子作为集 电结的少电结的少 子，漂移子，漂移 进入集电进入集电 结而被收结而被收 集，形成集，形成 ICn。 一、载流子传输过程一、载流子传输过程 发射、复合、收集发射、复合、收集 电流电流IBN Rc IB=IBN+ IEP -IC

4、BO IB B E C N N P VBB RB VCC IE ICBO ICN IBN 二、各极电流关系二、各极电流关系 IE=IEN+ IEP =IBN+ ICN + IEP IC=ICN+ ICBO Rc 电流分配：电流分配： I IE EI IB BI IC C I IE E扩散运动形成的电流扩散运动形成的电流 I IB B复合运动形成的电流复合运动形成的电流 I IC C漂移运动形成的电流漂移运动形成的电流 ICE与与IBE之比称为电流放大倍数之比称为电流放大倍数 B C CBOB CBOC B CN I I II II I I 三、电流放大系数三、电流放大系数 直流电流直流电流 放

5、大系数放大系数 CEO B C I i i 交流电流放大系数交流电流放大系数 B E C IB IE IC NPN型三极管型三极管 B E C IB IE IC PNP型三极管型三极管 IC mA A VVUCEUBE RB IB VCC VBB 实验线路实验线路 三、晶体管的共射输入特性和输出特性三、晶体管的共射输入特性和输出特性 Rc UCE 1V IB( A) UBE(V) 20 40 60 80 0.40.8 工作压降：工作压降： 硅管硅管 UBE 0.60.7V,锗锗 管管UBE 0.20.3V。 UCE=0V UCE =0.5V 死区电死区电 压，硅管压，硅管 0.5V，锗，锗 管

6、管0.2V。 CE )( BEBU ufi 1、输入特性、输入特性 为什么为什么UCE增大曲线右移？增大曲线右移？ 对于小功率晶体管，对于小功率晶体管，UCE大于大于1V的一条输入特性曲线的一条输入特性曲线 可以取代可以取代UCE大于大于1V的所有输入特性曲线。的所有输入特性曲线。 为什么像为什么像PN结的伏安特性？结的伏安特性？ 为什么为什么UCE增大到一定值曲增大到一定值曲 线右移就不明显了？线右移就不明显了？ 二、输出特性二、输出特性 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V)3 6912 IB=0 20 A 40 A 60 A 80 A 100 A 此区域满此区域满 足足IC= IB

7、 称为线性称为线性 区（放大区（放大 区）。区）。 当当UCE大于一大于一 定的数值时，定的数值时， IC只与只与IB有关，有关， IC= IB。 B )( CECi ufi IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V)3 6912 IB=0 20 A 40 A 60 A 80 A 100 A 此区域中此区域中UCE UBE, 集电结正偏，集电结正偏， IBIC， ，UCE 0.3V 称为饱和区。称为饱和区。 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V)3 6912 IB=0 20 A 40 A 60 A 80 A 100 A 此区域中此区域中 : IB=0,IC=ICEO, UBEIC，UC

8、E 0.3V (3) 截止区：截止区： UBE 死区电压，死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0 晶体管的三个工作区域晶体管的三个工作区域 例：例： =50， VCC =12V， RB =70k ， RC =6k 当当VBB = -2V，2V，5V时，时， 晶体管的静态工作点晶体管的静态工作点Q位位 于哪个区？于哪个区？ 当当VBB =-2V时：时： IC UCE IB VCC RB VBB C B E RC UBE mA2 6 12 max C CC C R V I IB=0 ， IC=0 IC最大饱和电流：最大饱和电流： Q位于截止区位于截止区 例：例： =50， USC =12V，

9、 RB =70k ， RC =6k 当当USB = -2V，2V，5V时，时， 晶体管的静态工作点晶体管的静态工作点Q位位 于哪个区？于哪个区？ IC ICmax (=2mA) ， Q位于放大区位于放大区。 IC UCE IB VCC RB VBB C B E RC UBE VBB =2V时：时： 9mA01.0 70 7 .02 B BEBB B R UV I 0.95mA9mA01050.II BC USB =5V时时: 例：例： =50， USC =12V， RB =70k ， RC =6k 当当USB = -2V，2V，5V时，时， 晶体管的静态工作点晶体管的静态工作点Q位位 于哪个区

10、？于哪个区？ IC UCE IB VCC RB VBB C B E RC UBE Q 位于饱和区，此时位于饱和区，此时IC 和和IB 已不是已不是 倍的关系。倍的关系。 mA061.0 70 7 .05 B BEBB B R UV I cmaxB I.I5m03mA061050 mA2 cmaxc II 四、温度对晶体管特性的影响四、温度对晶体管特性的影响 BEBBBE CEO )( uiiu IT 不变时，即不变时 五、主要参数 前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的 公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共

11、集接法。集接法。共射共射直流电流放大倍数直流电流放大倍数： B C I I _ 工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在 直流上的交流信号。基极电流的变化量为直流上的交流信号。基极电流的变化量为 IB， 相应的集电极电流变化为相应的集电极电流变化为 IC，则则交流电流放交流电流放 大倍数大倍数为：为： B I IC 1. 电流放大倍数电流放大倍数和和 _ 例：例：UCE=6V时时：IB = 40 A, IC =1.5 mA； IB = 60 A, IC =2.3 mA。 5 .37 04. 0 5 . 1 _ B C I I 40 04. 006. 0 5

12、. 13 . 2 B C I I 在以后的计算中，一般作近似处理：在以后的计算中，一般作近似处理： = 2.集集- -基极反向截止电流基极反向截止电流ICBO A ICBO ICBO是集是集 电结反偏电结反偏 由少子的由少子的 漂移形成漂移形成 的反向电的反向电 流，受温流，受温 度的变化度的变化 影响。影响。 B E C N N P ICBO ICEO= IBN+ICBO IBN IBN ICBO进入进入N 区，形成区，形成 IBN。 根据放大关系，根据放大关系， 由于由于IBN的存的存 在，必有电流在，必有电流 IBN。 集电结反集电结反 偏有偏有ICBO 3. 集集- -射极反向截止电流

13、射极反向截止电流ICEO ICEO受温度影响受温度影响 很大，当温度上很大，当温度上 升时，升时，ICEO增加增加 很快，所以很快，所以IC也也 相应增加。相应增加。三极三极 管的温度特性较管的温度特性较 差差。 4.集电极最大电流集电极最大电流ICM 集电极电流集电极电流IC上升会导致三极管的上升会导致三极管的 值的下降，值的下降， 当当 值下降到正常值的三分之二时的集电极电值下降到正常值的三分之二时的集电极电 流即为流即为ICM。 5.集集-射极反向击穿电压射极反向击穿电压 当集当集-射极之间的电压射极之间的电压UCE超过一定的数值超过一定的数值 时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是时，三极管就会被击穿。手册上给