模拟电子教学资料双极型三极管

1、1.3 双极型三极管 三极管的结构与符号 三极管的电流分配与控制 三极管的伏安特性曲线 三极管的主要参数 三极管的型号 三极管应用1.3.1 1.3.1 三极管的结构与符号 双极型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。e-b间的PN结称为发射结(Je) c-b间的PN结称为集电结(Jc) 中间部分称为基区，连上电极称为基极，用B或b表示（Base）； 一侧称为发射区，电极称为发射极，用E或e表示（Emitter）； 另一侧称为集电区和集电极，用C或c表示（Collector）。双极型三极管的符号中，发射极的箭头代表发射极电流的实际方向。三极管的结构与符号发射区的掺

2、杂浓度大;集电区掺杂浓度低，且集电结面积大;基区要制造得很薄，厚度在几个微米至几十个微米。NPNRCRbVCCVBB+_IBICIEVo1.3.2 三极管的电流分配与控制三极管的电流分配与控制 双极型半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压。 若在放大工作状态：发射结加正向电压，集电结加反向电压，如图所示。VBBVCC1 1 内部载流子运动形成的电流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)发射区向基区注入电子：在VBB作用下，发射区向基区注入电子形成IEN，基区空穴向发射区扩散形成IEP。 IEN IEP方向相反内部载流子运动形成的电流内部

3、载流子运动形成的电流(2) 电子在基区复合和扩散电子向集电结扩散少部分电子与基区空穴复合形成电流IBN(3) 集电结收集电子由于集电结反偏，电子在电场作用下漂移过集电结，到达集电区，形成电流ICN。VBBVCC内部载流子运动形成的电流内部载流子运动形成的电流(4) 集电极的反向电流 集电结收集到的电子包括两部分：发射区扩散到基区的电子ICN基区的少数载流子ICBOVBBVCC电流分配与控制（动画2-1）内部载流子运动形成的电流VBBVCC电流分配与控制（动画2-1）内部载流子运动形成的电流内部载流子运动形成的电流 IE=IEN=ICN+ IBNIC=ICN+ ICBO IB=IBNICBOIE

4、 =IC+IBVBBVCC三极管的电流放大系数三极管的电流放大系数 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: 称为称为共基极直流电流放大系数共基极直流电流放大系数。 一般为一般为0.980.999 。ECNII/VBBVCC三极管的电流放大系数三极管的电流放大系数CBOECIII引入引入 后，三极管的电流分配关系为：后，三极管的电流分配关系为：ECBIII当当 很小的时候，则可得如下近似式：很小的时候，则可得如下近似式：CBOICBOEBIII)1 (ECIIEBII)1 (BCEIII三极管各极之间电流分配关系：三极管各极之间电流分配关系：)1 ( :1:BCE

5、IIIVBBVCC3 3 电流控制作用电流控制作用 三极管各级上的电流相互依赖，相互制约。但是严格的讲，只能把 作为被控量， 或 作为控制量。CIEIBI(1)若以 控制CBOECIIIECII(2)若以 控制CBOBCCIIII)(CICIEIBI即CBOBCIII)11 (1电流控制作用电流控制作用令1CBOCBOCEOIII)1 ()11 (则有CEOBCIIIBCII称为称为共发射极电流放大系数共发射极电流放大系数RCRbVccBBV+_VoiBiCiE+_vBE+_vCEbce1.3.3 1.3.3 三极管的伏安特性曲线输入特性曲线输入特性曲线 iB=f(vBE) vCE=const

6、 共发射极接法三极管的特性曲线：共发射极接法三极管的特性曲线：iB是输入电流，是输入电流，vBE是输入电是输入电压压，加在，加在B、E两电极之间。两电极之间。输出特性曲线 iC=f(vCE) iB=constiC是输出电流，vCE是输出电压，从C、E两电极取出。1. 1. 输入特性曲线输入特性曲线i (uA)B100204060800.2 0.40v (V)BEV =0VCEV =0.5VCEV 1VCECEV)(BEBvfi (1)VCE=0时：(3) VCE1V时:曲线重合；曲线右移 iB比VCE=0V时小(2) VCE介于01V之间时， iB逐渐减小，曲线向右移动。 0VCE1V: VC

7、E iB2. 输出特性曲线BI)(CECvfi 放大区饱和区截止区0uA100uA80uA60uA40uA20uAICBOvCEic64224681012VCE=VBE0(1) 放大区JE正偏，JC反偏，IB，IC基本不随vCE增大，IC= IB 。相当于一个电流控制电流源。(2)截止区：对应IB0的区域， JC和JE都反偏， IB IC0输出特性曲线(3) 饱和区饱和区JC和和JE都正偏，都正偏， vCE增加，增加， iC增大。增大。 IC IB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间相当于一个可控电阻。放大区饱和区截止区0uA100uA80u

8、A60uA40uA20uAICBOvCEic64224681012VCE=VBE0三极管工作情况总结状状态态发发射射结结集集电电结结IC截止反偏或零偏反偏0放大正偏反偏 IB饱和正偏正偏 IB三极管处于放大状态时，三个极上的 电流关系： 电位关系：BCEBEBCIIIIIII 1 NPNPNPc最高最低b中VB=VE+0.7V中VB=VE-0.7Ve最低最高1.3.4 半导体三极管的主要参数半导体三极管的主要参数半导体三极管的参数分为三大类: 直流参数 、交流参数、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 ECECBOCIIIII/ )(三极管的三极管的直流参数直流参数b.共射极直流电流放大系数： =（ICICEO）/IBIC / IB vCE=const三极管的三极管的交流参数参数交流电流放大系数交流电流放大系数 a.共基极交流电流放大系数=IC/IE VCB=const b.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=const2 2 三极管的三极管的极间反向电流极间反向电流2.极间反向电流a.集电极基极间反向饱和电流ICBOb.集