9-23(三极管)1

1、1 1、三极管的不同封装形式、三极管的不同封装形式金属封装金属封装塑料封装塑料封装大功率管大功率管中功率管中功率管5.1.1 BJT5.1.1 BJT的结构简介的结构简介 2 2、半导体三极管的结构的两种类型、半导体三极管的结构的两种类型: :NPNNPN型和型和PNPPNP型型。5.1.1 BJT5.1.1 BJT的结构简介的结构简介 NPN NPN型型正偏时电流流向正偏时电流流向结构截面图结构截面图结构示意图结构示意图符号符号PNPPNP型型5.1.1 BJT5.1.1 BJT的结构简介的结构简介结构示意图结构示意图符号符号5.1.1 BJT5.1.1 BJT的结构简介的结构简介BJTBJ

2、T结构上的特点是结构上的特点是：发射区高掺杂；基区极薄，且掺杂：发射区高掺杂；基区极薄，且掺杂浓度很低；集电区的面积比发射区面积大浓度很低；集电区的面积比发射区面积大掺杂的浓度高掺杂的浓度高集电区的面积大集电区的面积大基区很薄，掺杂浓度最低基区很薄，掺杂浓度最低3 3、半导体三极管结构上的特点、半导体三极管结构上的特点正常放大时外加偏置电压的要求正常放大时外加偏置电压的要求5.1.2 5.1.2 放大状态下放大状态下BJTBJT的工作原理的工作原理发射结应加正向电压发射结应加正向电压（正向偏置）（正向偏置）集电结应加反向电压集电结应加反向电压（反向偏置）（反向偏置）以以 NPNNPN型管为例型

3、管为例5.1.2 5.1.2 放大状态下放大状态下BJTBJT的工作原理的工作原理CBOCNCIII集电极电流集电极电流CBOBNEPBIIII基极电流基极电流EPENEIII) 1(TBEvvESEeII1 1、BJTBJT内部载流子的传输过程（以内部载流子的传输过程（以NPNNPN管为例）管为例）发射极电流发射极电流把三极管整体看成一个把三极管整体看成一个“连接点连接点”，电流关系是否符合，电流关系是否符合KCLKCL定律定律 （即：（即： ）？）？CBEIII思考？思考？EPENEIIICBOBNEPBIIIICBOCNCIIIBNCNENIII符合符合KCL定律定律5.1.2 5.1.

4、2 放大状态下放大状态下BJTBJT的工作原理的工作原理2 2、BJTBJT的电流分配关系的电流分配关系CBOCNCIII发射极注入电流传输到集电极的电流设 ECNII即：即：所以：所以：CBOECIII共基极共基极电流放大系数电流放大系数为为共基极共基极电流放大系数电流放大系数5.1.2 5.1.2 放大状态下放大状态下BJTBJT的工作原理的工作原理ECBIII共发射极电流放大系数共发射极电流放大系数CBOECIIICBOBCIII111ECNECNIIII1EBNEPECNIIIIIBNEPCNIII共射极电流放大系数共射极电流放大系数共射极放大系数共射极放大系数)(的物理含义：的物理含

5、义：2 2、BJTBJT的电流分配关系的电流分配关系5.1.2 5.1.2 放大状态下放大状态下BJTBJT的工作原理的工作原理共发射极连接时的共发射极连接时的穿透电流穿透电流CBOBCIII)1 (CEOBII 称为穿透电流称为穿透电流CBOBCIII11112 2、BJTBJT的电流分配关系的电流分配关系穿透电流穿透电流受温度影响很大受温度影响很大5.1.2 5.1.2 放大状态下放大状态下BJTBJT的工作原理的工作原理什么是什么是穿透电流穿透电流穿透电流器件手册上可查，或穿透电流器件手册上可查，或者用专用仪器测量。者用专用仪器测量。讨论：讨论：穿透电流的构成穿透电流的构成A、集电极、集

6、电极PN结的反偏电流结的反偏电流 ICBOCBOCEOII)1 (基极基极B开路时，开路时， 集电极集电极C发射极发射极E之间的漏电流之间的漏电流CBOBNEPIIICBOBNEPCNIIII)(B、ICBO被被BTT放大后的电流放大后的电流 CBOI5.1.2 5.1.2 放大状态下放大状态下BJTBJT的工作原理的工作原理CEOBCIIICBOECIIIBCEIIICEOBII )1 (BCIIECIIBEII)1 (5.1.2 5.1.2 放大状态下放大状态下BJTBJT的工作原理的工作原理实现实现受受控控传输过程的两个条件是：传输过程的两个条件是：A A、内部条件、内部条件：发射区杂质

7、浓度远大于基区杂质浓度，且基区很发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄，集电极面积大，易于收集电子薄，集电极面积大，易于收集电子。B B、外部条件、外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。发射结正向偏置，集电结反向偏置。 三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流通过基区，并三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流通过基区，并受受控控传传输输，然后到达集电极而实现的。，然后到达集电极而实现的。总结：总结：V1=3.5V， V2=2.8V， V3=12V。 1 1、 测得工作在放大电路中某个晶体管三个极测得工作在放大电路中某个晶体管三个极1 1、2 2、3 3电位值为电位值为V V1

8、1、V V2 2、V V3 3，判断管子的材料（硅管或锗管）、类型（，判断管子的材料（硅管或锗管）、类型（NPNNPN或或PNPPNP）、及）、及1、2、3对应的对应的三个极（发射极、集电极或基极）。三个极（发射极、集电极或基极）。+bceRLVBBVCCIBIEIC2、晶体管三个极晶体管三个极1、2、3依次为依次为基极、发射极和集电极基极、发射极和集电极1、硅管、硅管NPN型型3.5V2.8V12V自我检验题自我检验题解：解：5.1.3 BJT5.1.3 BJT的的V-IV-I特性曲线特性曲线5.1.3 BJT的的V-I特性曲线特性曲线vCE = 0V+-bce共射极放大电路VBBVCCvB

9、EiCiB+-vCE iB=f(vBE) vCE=const(2) 当当vCE1V时，时， vCB= vCE - - vBE0，集电结已进入反偏状态，开始收，集电结已进入反偏状态，开始收 集电子，基区复合减少，同样的集电子，基区复合减少，同样的vBE下下 IB减小，特性曲线右移。减小，特性曲线右移。vCE = 0VvCE 1V(1) 当当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。5.1.3 BJT的的V-I特性曲线特性曲线饱和区：饱和区：iC明显受明显受vCE控控制的区域，该区域内，制的区域，该区域内，一般一般vCE0.7V(硅管硅管)。此时，此时，发

10、射结正偏，集发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很电结正偏或反偏电压很小小。iC=f(vCE) iB=const输出特性曲线的三个区域:截止区：截止区：iC接近零的接近零的区域，相当区域，相当IB=0的曲的曲线的下方。此时，线的下方。此时， vBE小于死区电压，小于死区电压，集电结反偏集电结反偏。放大区：放大区：iC平行于平行于vCE轴的区域，曲线基本平轴的区域，曲线基本平行等距。此时，行等距。此时，发射结发射结正偏，集电结反偏正偏，集电结反偏。输出特性比较平坦的部分输出特性比较平坦的部分随着随着vCE的增加略向上倾的增加略向上倾斜。斜。基区宽度调制效基区宽度调制效应应)(mAiC)(VvCE饱和

11、区饱和区截止区截止区5.1.4 BJT的主要参数的主要参数 =（ICICEO）/IBIC / IB vCE=const)(mAiC)(VvCE)(mAIC(1)共发射极直流电流放大系数共发射极直流电流放大系数5.1.4 BJT的主要参数的主要参数(2) 共发射极交流电流放大系数共发射极交流电流放大系数 = IC/ IB vCE=const当当ICEO很小时，很小时， 可以不加区分可以不加区分 2.451.65根据图示数据计算根据图示数据计算自我检验题自我检验题4321BCIIBii C 82A30A45. 2m80108 . 0A)2030(A)65. 145. 2(AmAm 一般情况下，有一

12、般情况下，有解：解：5.1.4 BJT的主要参数的主要参数2. 2. 极间反向电流极间反向电流 (2) (2) 集电极发射极间的反向饱和电流集电极发射极间的反向饱和电流I ICEOCEO I ICEOCEO= =（1+ 1+ ）I ICBOCBO ICEO (1) (1) 集电极基极间反向饱和电流集电极基极间反向饱和电流I ICBOCBO 发射极开路时，集电结的反向饱和电流。发射极开路时，集电结的反向饱和电流。 ICEO即输出特即输出特性曲线性曲线IB=0那条曲那条曲线所对应的线所对应的Y坐标的坐标的数值。数值。 ICEO也称为也称为集电极发射极间集电极发射极间穿穿透电流透电流。+bce-uA

13、Ie=0VCCICBO+bce-VCCICEOuA5.1.4 BJT的主要参数的主要参数3. 3. 极限参数极限参数(1) (1) 集电极最大允许电流集电极最大允许电流I ICMCM(2) (2) 集电极最大允许功率损耗集电极最大允许功率损耗P PCMCM PC= ICVCE 5.1.4 BJT的主要参数的主要参数3. 3. 极限参数极限参数(3) (3) 反向击穿电压反向击穿电压 V V(BR)CBO(BR)CBO发射极开路时的集电结反向击穿电压发射极开路时的集电结反向击穿电压 V V(BR) EBO(BR) EBO集电极开路时发射结的反向击穿电压集电极开路时发射结的反向击穿电压 V V(B

14、R)CEO(BR)CEO基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。几个击穿电压有如下关系：几个击穿电压有如下关系： V V(BR)CBO(BR)CBOV V(BR)CEO(BR)CEOV V(BR) EBO(BR) EBO5.1.4 BJT的主要参数的主要参数 过损耗区、过电流区和击穿区过损耗区、过电流区和击穿区输出特性曲线上的过损耗区和击穿区输出特性曲线上的过损耗区和击穿区5.1.5 温度对温度对BJT参数及特性的影响参数及特性的影响QvCE/ViC/mAiB =0IBQ11. 1. 温度变化对温度变化对I ICBOCBO的影响的影响2. 2. 温度变化对输入特性曲线的影响温度变化对输入特性曲线的影响温度温度T T 输出特性曲线上移输出特性曲线上移)()C25CBO(CBO00TTkTeIIV102 . 2)(30)C25BE(BE0TTVVT温度温度T T 输入特性曲线左移输入特性曲线左移3. 3. 温度变化对温度变化对 的影响的影响温度每升高温度每升高1 1 度，度， 要增加要增加0.5%0.5% 1.0%1.0%温度温度T T 输出特性曲线族间距增大输出特性曲线族间距增