双极型三极管.ppt

1、半导体三极管,第 2 章,2.1双极型半导体三极管,2.2单极型半导体三极管,2.3半导体三极管电路的基本分析方法,2.4半导体三极管的测试与应用,第 2 章半导体三极管,半导体三极管分,引 言,双极型晶体管,单极型晶体管,双极型晶体管：,简称BJT、晶体三极管或三极管。由空穴和自由电子两种载流子参与导电，而得名双极型晶体管,单极型晶体管：,也称场效应管，简称FET，是一种利用电场效应控制输出电流的半导体三极管，工作时只有一种载流子（多数载流子）参与导电，故称单极型晶体管。,第 2 章半导体三极管,2.1双极型半导体三极管,2.1.1 晶体三极管,2.1.2 晶体三极管的特性曲线,2.1.3

2、晶体三极管的主要参数,第 2 章半导体三极管,(Semiconductor Transistor),第 2 章半导体三极管,2.1.1 晶体三极管,一、结构、符号和分类,发射极 E,基极 B,集电极 C,发射结,集电结, 基区, 发射区, 集电区,emitter,base,collector,NPN 型,PNP 型,分类： 按材料分： 硅管、锗管 按结构分： NPN、 PNP 按使用频率分： 低频管、高频管 按功率分： 小功率管 1 W,发射极箭头的方向表示发射结加正向电压时发射极电流的方向。,二、电流放大原理,1. 三极管放大的条件,内部 条件,发射区掺杂浓度高,基区薄且掺杂浓度低,集电结面

3、积大,外部 条件,发射结正偏 集电结反偏,第 2 章半导体三极管,2. 三极管内部载流子的传输过程,1) 发射区向基区注入多子电子， 形成发射极电流 IE。,I CN,多数向 BC 结方向扩散形成 ICN。,IE,少数与基区空穴复合，形成 IBN 。,I BN,基区空 穴来源,基极电源提供(IB),集电区少子漂移(ICBO),I CBO,IB,IBN IB + ICBO,即：,IB = IBN ICBO,3) 集电区收集扩散过来的载流子形成集电极电流 IC,IC,I C = ICN + ICBO,2)电子到达基区后,(基区空穴运动因浓度低而忽略),三极管内载流子运动,第 2 章半导体三极管,3

4、. 三极管的电流分配关系,当管子制成后，发射区载流子浓度、基区宽度、集电结面积等确定，故电流的比例关系确定，即：,IB = I BN ICBO,IC = ICN + ICBO,IE = IC + IB,穿透电流,第 2 章半导体三极管,三极管共发射极电路的直流电流放大系数。,2.1.2 晶体三极管的特性曲线,一、输入特性,输入 回路,输出 回路,与二极管特性相似,后特性基本重合(电流分配关系确定),后特性右移(因集电结开始吸引电子),正常工作时，导通电压 UBE(on),硅管： (0.6 0.8) V,锗管： (0.2 0.3) V,取 0.7 V,取 0.2 V,第 2 章半导体三极管,二、

5、输出特性,截止区： IB 0 IC = ICEO 0 条件：发射结反偏（或零偏），集电结反偏,2. 放大区：,3. 饱和区：,uCE u BE,uCB = uCE u BE 0,条件：两个结正偏,特点：IC IB,临界饱和时： uCE = uBE,深度饱和时：,0.3 V (硅管),UCE(SAT)=,0.1 V (锗管),放大区,截止区,饱 和 区,条件：发射结正偏 集电结反偏 特点：水平、等间隔,ICEO,输 出 特 性,第 2 章半导体三极管,IC随UCE迅速上升不再受IB的控制,三、温度对特性曲线的影响,1. 温度升高，输入特性曲线向左移。,温度每升高 1C，UBE (2 2.5) m

6、V。,温度每升高 10C，ICBO 约增大 1 倍。,2. 温度升高，输出特性曲线向上移。,T1,T2 ,温度每升高 1C， (0.5 1)%。,输出特性曲线间距增大。,O,第 2 章半导体三极管,2.1.3 晶体三极管的主要参数,一、电流放大系数,1. 共发射极电流放大系数, 直流电流放大系数, 交流电流放大系数,一般为几十 几百,2. 共基极电流放大系数, 1 一般在 0.98 以上。,Q,第 2 章半导体三极管,与的关系,二、极间反向饱和电流（三极管质量核定标准）,:发射极开路，CB 极间反向饱和电流,ICEO,：基极开路时，集电极直通基极到达集电极的电流，也叫穿透电流。,：反映三极管的温度稳定性，越小，三极管受温度影响越小，工作越稳定。,三、极限参数,1. ICM 集电极最大允许电流，超过时 值明显降低。,U(BR)CBO 发射极开路时 C、B 极间反向击穿电压。,2. PCM 集电极最大允许功率损耗,PC = iC uCE。,3. U(BR)CEO 基极开路时 C、E 极间反向击穿电压。,U(BR)EBO 集电极极开路时 E、B 极间反向击穿电压。,U(BR)CBO, U(BR)CEO, U(BR)EBO,(P34 2.1.7)已知: ICM = 20 mA, PCM =