晶体管简介及特性

1、晶体管简介及特性一、BJT的结构简介BJT又常称为晶体管,它的种类很多.根据频率分,有高频管、 低频管； 按照功率分,有小、中、大功率管；根据半导体材料分,有硅管、错管；根据结构不同,又可分成NPNH和PN叫等等.但从它们的外形来看,BJT都有三个电极.它是由两个PN结的三层半导体制成的.中间是一块很薄的P型半导体(几微米几十微米),两边各为一块N型半导体.从三块半导体上各自接出的一根引线就是BJT的三个电极,它们分别叫做发射极e、基极b和集电极c,对应的每块半导体称为发射区、基区和集电区.虽然发射区和集电区都是N型半导体,但是发射区比集电区掺的杂质多.在几何尺寸上,集电区的面积比发射区的大,

2、这从图3.1也可看到,因此它们并不是对称的.二、BJT的电流分配与放大作用1、BJT内部载流子的传输过程BJT工作于放大状态的根本条件：发射结正偏、集电结反偏.在外加电压的作用下,BJT内部载流子的传输过程为：(1)发射极注入电子由于发射结外加正向电压VEE因此发射结的空间电荷区变窄,这时发射区的多数载流子电子不断通过发射结扩散到基区,形成发射极电流IE,其方向与电子流动方向相反.(2)电子在基区中的扩散与复合由发射区来的电子注入基区后,就在基区靠近发射结的边界积累起来,右基区中形成了一定的浓度梯度,靠近发射结附近浓度最高,离发射结越远浓度越小.因此,电子就要向集电结的方向扩散,在扩散过程中又

3、会与基区中的空穴复合,同时接在基区的电源VEE的正端那么不断从基区拉走电子,好似不断供应基区空穴.电子复合的数目与电源从基区拉走的电子数目相等,使基区的空穴浓度根本维持不变.这样就形成了基极电流旧,所以基极电流就是电子在基区与空穴复合的电流.也就是说,注基区的电子有一局部未到达集电结,如复合越多,那么到达集电结的电子越少,对放大是不利的.所以为了减小复合,常把基区做得很薄(几微米),并使基区掺入杂质的浓度很低,因而电子在扩散过程中实际上与空穴复合的数量很少,大局部都能能到达集电结.(3)集电区收集电子集电结外加反向电压,具集电结的内电场非常强,且电场方向从C区指向B区.使集电区的电子和基区的空

4、穴很难通过集电结,但对基区扩散到集电结边缘的电子却有很强的吸引力,使电子很快地漂移过集电结为集电区所收集,形成集电极电流IC.与此同时,集电区的空穴也会在该电场的作用下,漂移到基区,形成很小的反向饱和电流ICB0.2、电流分配关系与正向偏置的二极管电流类似,发射极电流iE与vBE成指数关系： 集电极电流iC是iE的一局部,即：B称为BJT的电流放大系数三、BJT的特性曲线1.共射极电路的特性曲线(1)输入特性VCE=0V寸,b、e间加正向电压,这时发射结和集电结均为正偏,相当于两个二极管正向并联的特性.VCI1V时,这时集电结反偏,从发射区注入基区的电子绝大局部都漂移到集电极,只有小局部与空穴

5、复合形成旧.vCE1V以后,IC增加很少,因此旧的变化量也很少,可以忽略vCE对IB的影响,即输入特性曲线都重合.注意：发射结开始导通的电压vBE:0.6V0.7V硅管,0.10.3V错管2输出特性曲线对于一确定的iB值,iC随VCE的变化形成一条曲线,给出多个不同的iB值,就产生一个曲线族.旧=0V,IC=ICEOBJT截止,无放大作用,因此对应旧=0的输出特性曲线以下的区域称为截止区.旧0,VCE0、VCE1V,iC随iB的变化情况为：或在这个区域中IC几乎不随VC既化,对应于每一个旧值的特性曲线都几乎与水平轴平行,因此该区域称为线性区或放大区.四、BJT的主要参数BJT的参数是用来表征管

6、子性能优劣相适应范围的,它是选用BJT的依据.了解这些参数的意义,对于合理使用和充分利用BJT到达设计电路的经济性和可靠性是十分必要的.1.流放大系数BJT在共射极接法时的电流放大系数,根据工作状态的不同,在直流和交流两种情况下分别用符号和表示.BJT集电极的直流电流IC与基极的直流电流旧的比值,就是BJT接成共射极电路时的直流电流放大系数,有时用hFE来代表.但是,BJT常常工作在有信号输人的情况下,这时基极电流产生一个变化量,相应的集电极电流变化量为,那么与之比称为BJT的交流电流放大系数,记作即2.极间反向电流(1)集电极-基极反向饱和电流ICBQ表示发射极开路,c、b间加上一定的反向电压时的电流.(2)集电极-发射极反向饱和电流(穿透电流)ICEQ表示基极开路,c、e间加上一定的反向电压时的集电极电流.3.极限参数(1)集电极最大允许电流ICMo表示BJT的参数变化不超过允许值时集电极允许的最大电流.当电流超过ICM时,三极管的性能将显著下降,甚至有烧坏管子的可能.(2)集电极最大允许功耗PCIM表示BJT的集电结允许损耗功率的最大值.超过此值时,三极管的性能将变坏或烧毁.(3)反向击穿电压V(BRCEO表示基极开路,c、e间的反向击穿电压.4、晶体管的选择(1)依使用条件选PCMS平安区工作的管子,并给予适当的散热