第2讲 三极管课件

第三节半导体三极管[双极型晶体管(BJT)]

一、三极管的结构与种类1、结构面积最大,掺杂浓度低基区很薄，掺杂浓度最低掺杂浓度最高制造三极管时必须满足工艺要求：

(1)基区必须做得很薄(2)发射区的掺杂浓度远大于基区的掺杂浓度。(3)集电区比发射区体积大，且掺杂浓度低。总结：三极管有三个区、两个PN结、三个极。三个区极电区基区发射区两个PN结集电结：集电区与基区的PN结发射结：发射区与基区的PN结三个极集电极c基极b发射极ePNP型三极管

NPN型三极管2、符号符号中箭头的含义：①往外是NPN管；往里是PNP管②箭头所在的极为发射极③箭头方向代表发射结正偏时电流方向1、按结构分NPN管PNP管2、按材料分Si管Ge管4、按功率分小功率管大功率管3、按频率分｛｛｛｛高频管低频管3、分类几种半导体三极管的外形3A(锗PNP)、3B(锗NPN)、3C(硅PNP)、3D(硅NPN)四种系列。二、三极管的放大原理1、三极管的三种组态

三极管任何一个电极都可作为输入和输出的公共端，因此，三极管有三种连接方式，称为三种组态。CB组态CE组态CC组态2、共射电路(CE)为例

输入、输出回路的公用端为发射极。三极管处于导通状态必须满足的条件：发射结集电结正偏反偏becNNPVBBRBVCCRCPNP：NPN

：从电位的角度看：1、载流子的传输过程收集电流漂移电流

复合电流三极管三个极上的电流发射区发射的电子被集电极收集后形成的集电区和基区的少数载流子漂移运动形成的,从三极管的外部看三个极的电流关系:2电流分配关系与放大作用

CE接法下直流电流放大系数将(3)式代入(5)式(1)(2)(3)(4)将(1)式代入(2)式(5)穿透电流很小，可忽略定义结论由基极电流的微小变化引起的集电极电流的较大变化的特性称为晶体管的电流放大作用。交流电流放大系数一般情况下，直流电流放大系数与交流电流放大系数差别很小，在分析估算中常取CE接法下的三电极电流关系：1）2）3）电流分配关系定义：把集电极电流变化量与基极电流变化量的比值定义为三极管的交流电流放大系数。共基电路（CB）

直流电流放大系数

与的关系一般三极管的值为0.9～0.99。CB组态无电流放大导通条件：发射结正偏集电结反偏或共基电路交流电流放大系数定义一般情况下，直流电流放大系数与交流电流放大系数差别很小，在分析估算中常取与的关系CB接法无电流放大作用三、三极管的输入特性与输出特性以NPN管共射电路为例1

输入特性曲线族

三极管的输入特性曲线与二极管相同，表示以为参变量时和的关系。即。硅NPN管的输入特性曲线1.UCE=0V，b、e极间加正向电压。2.UCE≥1V

分两种情况来讨论。

对于小功率管，UCE=1V的输入特性曲线可以取代UCE大于1V的所有输入特性曲线。2输出特性曲线族输出特性共分四个区：（1）放大区该区具有两个性质：具有电流放大作用

受控性与恒流性

受控性是指的变化控制的变化。恒流性是指该区中基本不随而变化。三极管工作在该区E结正偏，C结反偏。（3）饱和区IC与IB无控制关系没有电流放大作用饱和压降UCES

（4）击穿区（2）截止区IB≤0

，没有电流放大作用对小功率管约为(0.3～0.5)V。概念Uces是分隔放大区与饱和区的分隔线。三极管不允许工作在击穿区对大功率管约为1V左右。总结：1、三极管是流控器件（CCCS器件），IB

控制IC。2、当UCE>UCES时，具有恒流性和受控性。3、输出特性曲线有四个区，三种工作状态（不能工作在击穿区）4、三极管是非线性器件，若要工作在线性区，必须选择合适的静态工作点。四、三极管的主要参数1电流放大系数

（1）共射电路直流电流放大系数定义交流放大系数定义图解β值

（2）共基电路直流电流放大系数定义为交流电流放大系数定义为（1）反向饱和电流ICBO（2）穿透电流ICEO2极间反向电流

指发射级开路时，集电极与基极间的反向饱和电流。ICEO与的关系：指基极开路时集电极与发射极间的穿透电流，

在放大区内，值基本不变，但当IC

超过一定数值后，β将明显下降。规定当降到额定值的时对应的值为。3极限参数（1）集电极最大允许功耗PCM临界功耗线

（2）集电极最大允许的电流ICM

（3）反向击穿电压U(BR)CEO集电极的功率损耗(简称功耗)。使用时，要求，否则管子会过热而烧毁。值决定于管子允许的温升。的区域称过流区。4频率参数

三极管幅频特性（1）共射截止频率当信号频率较高时，由于管子内部的电容效应作用明显，使值下降。当下降到中频值的0.707倍时对应的频率称共射截止频率。（2）共射特征频率（3）共基截止频率指当时的频率。当时，管子失去放大作用。五、环境温度对三极管参数的影响1温度对ICBO的影响2温度对β的影响3温度对UBE的影响硅管的比锗管小得多，优良的硅管可以做到10nA以下。对硅管来说，随温度的变化往往不是主要问题，因此得到广泛地应用。

三极管的值随着温度的升高而增大。其规律为每升高1℃，值增加(0.5～1)％。当一定，温度每升高，减小2mV左右，或者说，对相同的，会随着温度的升高而增加。ICBO随温度的升高而增大。UBE随温度升高而降低。六、三极管的h参数微变等效电路［h］

适用于中低频段

晶体管在中低频、小信号作用下等效

1.中低频段:kHz数量级以下2.小信号：mv级3.等效：线性化处理简化的h参数微变等效电路基区的体电