03第1章 常用半导体器件--三极管及应用PPT资料34页
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第1篇_三极管
IB
VCC
RC
Ch1. 常用半导体器件
IB RE VEE
VCC RC
11
晶体管的工作原理
(1) 电流关系
IE
N
P
N
e
c
UBE b
UCB
RE VEE
发射区向基区扩散电子
VCC
RC
a. 发射区向基区扩散电子
称扩散到基区的发射
形成发射极电流IE
区多子为非平衡少子
2020年5月28日3时12分
Ch1. 常用半导体器件
2. PNP型晶体管结构示意图和符号
发射区 E(e)
P
JE
结构示意图
2020年5月28日3时12分
基区
N
JC B(b)
集电区
P
B (b)
符号
Ch1. 常用半导体器件
C(c)
C(c) T E(e)
7
晶体管的结构
3. 晶体管的内部结构特点（具有放大作用的内部条件）
B
E
平面型晶 体管的结 构示意图
发射区 基区
2020年5月28日3时12分
Ch1. 常用半导体器件
31
(5) 集电极最大允许功率耗散PCM
晶体管的安全工作区
iC ICM
等功耗线PC=PCM =uCE×iC
不安全区
安全区
O
2020年5月28日3时12分
U (BR)CEO uCE
Ch1. 常用半导体器件
32
温度对管子参数的影响
1．对β的影响
T (0.5 ~ 1)% / C
UCB
IB
RE VEE
VCC
RC
d. 集电区收集从发射区扩散过来的电子
《常用半导体器件》课件
反向击穿电压：二极管在反向电压作用下， 能够承受的最大电压
开关速度：二极管从正向导通到反向截止 的时间
反向漏电流：二极管在反向电压作用下， 流过二极管的电流
噪声系数：二极管在信号传输过程中产生 的噪声大小
晶体管的特性参数与性能指标
输出电阻：ro，表示晶体管 输出端的电阻
频率特性：fT，表示晶体管 能够工作的最高频率
使用注意事项：在使用二极 管时，需要注意二极管的极 性，避免接反导致电路损坏
散热问题：在使用二极管时， 需要注意二极管的散热问题， 避免过热导致电路损坏
晶体管的选用与使用注意事项
晶体管类型：根据电路需求选择合适的晶体管类型，如NPN、PNP、 MOSFET等。
工作频率：选择工作频率满足电路需求的晶体管，避免频率过高导致晶 体管损坏。
06
半导体器件的选用与使 用注意事项
二极管的选用与使用注意事项
选用原则：根据电路要求选 择合适的二极管类型和参数
正向导通电压：选择二极 管时，需要考虑正向导通 电压与电路电压的匹配
反向耐压：选择二极管时， 需要考虑反向耐压与电路电 压的匹配
反向漏电流：选择二极管时， 需要考虑反向漏电流与电路 要求的匹配
稳定性： 指集成电 路在正常 工作状态 下的稳定 性能
集成电路 的封装形 式：包括 DIP、 QFP、 BGA等
集成电路 的应用领 域：包括 消费电子、 通信、汽 车电子等
场效应管的特性参数与性能指标
栅极电压：控制场效应管的导通和关断 漏极电流：场效应管的输出电流 输入阻抗：场效应管的输入阻抗高，可以减少信号损失 输出阻抗：场效应管的输出阻抗低，可以减少信号损失 开关速度：场效应管的开关速度快，可以减少信号损失 功耗：场效应管的功耗低，可以减少能源消耗
第1章 (3)常用半导体器件FET
Si
B
P衬底
一、 NMOS 1. 结构 2. 工作机理 工作机理(定性分析) 3. 伏安特性曲线 伏安特性曲线(定量分析) ① 输出特性曲线 ID = f(UDS) | UGS=C. ② 转移特性曲线 ID = f(UGS) | UDS=C.
d g
VDD s －
B
Rd
UDS
＋ ID d
VGG g s － UGS ＋ IG= 0
型
d g
2.PMOS —— ①增强型 d ②耗尽型 g s 2. JFET ————— 1.N沟道 沟道 g 2.P沟道 沟道 s d
g
1.3 场效应晶体三极管 场效应晶体三极管(“FET”) 1.3.1 绝缘栅场效应管 绝缘栅场效应管(“IGFET”)
FET分: 分
( 6 种管子 种管子)
P45 g
。。。。。。。。。。。。 ·。
纵向电场[垂直电场 纵向电场 垂直电场] — 横向电场 垂直电场 表面场效应器件— 表面场效应器件 体内场效应器件
Si
B
P衬底
1.3 场效应晶体三极管 场效应晶体三极管(“FET”) 1.3.1 绝缘栅场效应管 绝缘栅场效应管(“IGFET”)
一、 NMOS 1. 结构 2. 工作机理 工作机理(定性分析)
P45 g
B
VDD s －
Rd
UDS
＋ ID d
VGG g s － UGS ＋ IG= 0
RGS= ∞
⊕ ⊕ N+ :::::: :::::::: 。。。。 ⊕ ⊕ ::::::: ⊕·。⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕⊕ :::: 。。。。 ⊕
①栅极电压的控制作用(UGS,UDS=0) 栅极电压的控制作用 开启电压U 反型层(N型 开启电压 GS(th)(或UT) —反型层 型) 或 反型层 ②漏源电压UDS对导电沟道的影响 漏源电压 UDS=0时 — UDS≠0时 预夹断 时 时
三极管ppt课件完整版
常见故障现象及诊断方法
诊断方法
测量三极管的耐压值是否降低，观察电路是否有过载现象，若确认 损坏则更换三极管。
故障现象3
三极管漏电流过大。
诊断方法
测量三极管的漏电流是否超过规定值，若过大则检查电路是否存在漏 电现象，并更换三极管。
常见故障现象及诊断方法
故障现象4
三极管热稳定性差。
诊断方法
检查三极管的散热条件是否良好，测量其热稳定性参数是否在规定范围内，若异常则改善散热条件或 更换适合的三极管型号。
组成
输入回路、输出回路、耦合电容、直流电源。
工作原理
共基放大电路的特点是输入回路与输出回路共用一个电极，即基极。输入信号加在三极管的发射极和基极之间， 输出信号从集电极取出。由于共基放大电路的输入阻抗低，输出阻抗高，因此具有电压放大倍数大、频带宽等优 点。
共集放大电路组成及工作原理
组成
输入回路、输出回路、耦合电容、直流电源 。
真加剧。而截止频率则限制了三极管能够放大的信号频率范围。
03
三极管基本放大电路分析
共射放大电路组成及工作原理
组成
输入回路、输出回路、耦合电容、直流电源。
工作原理
利用三极管的电流放大作用，将输入信号放大并输出。输入信号加在三极管的基 极和发射极之间，输出信号从集电极取出，经过耦合电容与负载相连。
共基放大电路组成及工作原理
偏置电路类型及其作用
固定偏置电路
01
提供稳定的基极电流，使三极管工作在放大区。
分压式偏置电路
02
通过电阻分压为基极提供合适的偏置电压，使三极管具有稳定
的静态工作点。
集电极-基极偏置电路
03
利用集电极电阻的压降为基极提供偏置电压，适用于某些特殊
半导体器件半导体三极管幻灯片PPT
和
iC随uCE变化很大？
区
为什么进入放大
放大区
状态，iC曲线几乎 是横轴的平行线？
截止区
3、晶体管的三个工作区域
状态 截止 放大
发射结
＜UBE(th) ≥ UBE(th)
集电结 反偏 反偏
饱和
≥ UBE(th)
正偏
IC 0(ICEO)
βiB
＜βiB
硅:UCES ≈0.3V 锗: UCES ≈0.1V
例：测得工作在放大电路中几个晶体管三 个电极的电位U1、U2、U3分别为： 1〕U1=3.5V、U2=2.8V、 U3=12V 2〕U1=6V、 U2=11.8V、 U3=12V 判断它们是NPN型还是PNP型？是硅管还 是锗管？并确定e、b、c。
NP 放 N大 V CV ： BV E PN 放 P:大 V CV BV E
穿透电流
ICIB(1） ICBO ICEO (1） ICBO
3、极限参数：ICM、PCM、U
〔BR〕CEO
最大集电极耗散
功率PCM=iCuCE
最大集电 极电流
平安工作区
c-e间击穿电 压
五、温度对三极管的影响
T(℃ ) ICE O
uB不 E 变 iB， 时iB 即 不 变 uB E 时
六、电路模型 1、大信号模型
半导体器件半导体三极管 幻灯片PPT
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一、三极管的构造和符号 c
b
集电极c
NPN e 基极b c
三极管ppt课件
生变化。
晶体管截止频率影响
晶体管的截止频率限制了其放大高频信号 的能力，当输入信号频率接近或超过截止 频率时，晶体管放大倍数急剧下降。
负载效应影响
在高频段，负载效应对信号产生较大的影 响，使得输出信号的幅度和相位发生变化 。
05
三极管功率放大电路设计 与应用
功率放大电路类型及特点
甲类功率放大电路
采用单电源供电，输出端通过大容量电容与负载耦合，具 有电路简单、成本低等优点，但电源功率利用率较低且存 在较大的非线性失真。
集成功率放大器简介与应用
集成功率放大器概述
将功率放大电路与必要的辅助电路集成在同一芯片上，具 有体积小、重量轻、可靠性高等优点。
集成功率放大器的应用
广泛应用于音响设备、电视机、计算机等电子设备中，用 于驱动扬声器、耳机等负载，提供足够的输出功率和良好 的音质效果。
工作点设置在截止区，主要用于高频功率放大，效率很高但非线性失 真严重。
OCL和OTL功率放大电路设计实例
要点一
OCL（Output Capacitor Less ）功…
采用双电源供电，输出端与负载直接耦合，具有低失真、 高效率等优点，但需要较大的电源功率和输出电容。
要点二
OTL（Output Transformer Less…
02
三极管基本放大电路
共射放大电路组成及原理
组成
输入回路、输出回路、耦合电容、直 流电源
特点
电压放大倍数大，输出电阻较大，输 入电阻适中
原理
利用三极管的电流放大作用，将输入 信号放大并
共基放大电路组成及原理
01
02
03
组成
输入回路、输出回路、耦 合电容、直流电源
晶体管截止频率影响
晶体管的截止频率限制了其放大高频信号 的能力，当输入信号频率接近或超过截止 频率时，晶体管放大倍数急剧下降。
负载效应影响
在高频段，负载效应对信号产生较大的影 响，使得输出信号的幅度和相位发生变化 。
05
三极管功率放大电路设计 与应用
功率放大电路类型及特点
甲类功率放大电路
采用单电源供电，输出端通过大容量电容与负载耦合，具 有电路简单、成本低等优点，但电源功率利用率较低且存 在较大的非线性失真。
集成功率放大器简介与应用
集成功率放大器概述
将功率放大电路与必要的辅助电路集成在同一芯片上，具 有体积小、重量轻、可靠性高等优点。
集成功率放大器的应用
广泛应用于音响设备、电视机、计算机等电子设备中，用 于驱动扬声器、耳机等负载，提供足够的输出功率和良好 的音质效果。
工作点设置在截止区，主要用于高频功率放大，效率很高但非线性失 真严重。
OCL和OTL功率放大电路设计实例
要点一
OCL（Output Capacitor Less ）功…
采用双电源供电，输出端与负载直接耦合，具有低失真、 高效率等优点，但需要较大的电源功率和输出电容。
要点二
OTL（Output Transformer Less…
02
三极管基本放大电路
共射放大电路组成及原理
组成
输入回路、输出回路、耦合电容、直 流电源
特点
电压放大倍数大，输出电阻较大，输 入电阻适中
原理
利用三极管的电流放大作用，将输入 信号放大并
共基放大电路组成及原理
01
02
03
组成
输入回路、输出回路、耦 合电容、直流电源
《三极管基本知识》PPT课件
背景
三极管是电子电路中的重要元件，广泛应用于放大、开关、振荡等电路中。随 着电子技术的发展，三极管的应用领域不断扩大，对电子工程师的要求也越来 越高。
课程内容和结构
课程内容
本课程将介绍三极管的基本原理、结构、特性、参数以及应用等方面的知识。
课程结构
本课程将按照“由浅入深、循序渐进”的原则，先介绍三极管的基本概念和原理，然后逐步深入讲解三极管的特 性和应用。具体内容包括：三极管的基本原理、结构和分类；三极管的放大原理和特性；三极管的参数和选型； 三极管的应用电路和实例等。
输入特性曲线
输入特性曲线表示三极管在放 大状态下，基极电流（Ib）与 基极-发射极电压（Vbe）之
间的关系。
输入特性曲线与二极管的伏 安特性曲线类似，呈指数关
系。
当Vbe较小时，Ib几乎为零， 当Vbe超过一定值后，Ib随 Vbe的增大而迅速增大。
输出特性曲线
输出特性曲线表示三极管在放大状态下，集电极电流 （Ic）与集电极-发射极电压（Vce）之间的关系。
工业控制领域
三极管在工业控制电路中也有 着广泛的应用，如电机控制、
温度控制等。
消费电子领域
音响、电视、冰箱等消费电子 产品中也需要使用三极管进行
信号放大或电路控制。
03
三极管结构与工作原理
三极管内部结构
掺杂浓度
发射区掺杂浓度最高，基区很薄且 掺杂浓度最低，集电区掺杂浓度较 高。
PN结
三极管内部包含两个PN结，分别 是发射结和集电结。
三极管主要参数
01
02
03
电流放大系数
表示三极管对电流的放大 能力，是判断三极管放大 性能的重要参数。
极间反向电流
包括集电极-基极反向饱和 电流和集电极-发射极反向 饱和电流，反映了三极管 的截止性能。
三极管是电子电路中的重要元件，广泛应用于放大、开关、振荡等电路中。随 着电子技术的发展，三极管的应用领域不断扩大，对电子工程师的要求也越来 越高。
课程内容和结构
课程内容
本课程将介绍三极管的基本原理、结构、特性、参数以及应用等方面的知识。
课程结构
本课程将按照“由浅入深、循序渐进”的原则，先介绍三极管的基本概念和原理，然后逐步深入讲解三极管的特 性和应用。具体内容包括：三极管的基本原理、结构和分类；三极管的放大原理和特性；三极管的参数和选型； 三极管的应用电路和实例等。
输入特性曲线
输入特性曲线表示三极管在放 大状态下，基极电流（Ib）与 基极-发射极电压（Vbe）之
间的关系。
输入特性曲线与二极管的伏 安特性曲线类似，呈指数关
系。
当Vbe较小时，Ib几乎为零， 当Vbe超过一定值后，Ib随 Vbe的增大而迅速增大。
输出特性曲线
输出特性曲线表示三极管在放大状态下，集电极电流 （Ic）与集电极-发射极电压（Vce）之间的关系。
工业控制领域
三极管在工业控制电路中也有 着广泛的应用，如电机控制、
温度控制等。
消费电子领域
音响、电视、冰箱等消费电子 产品中也需要使用三极管进行
信号放大或电路控制。
03
三极管结构与工作原理
三极管内部结构
掺杂浓度
发射区掺杂浓度最高，基区很薄且 掺杂浓度最低，集电区掺杂浓度较 高。
PN结
三极管内部包含两个PN结，分别 是发射结和集电结。
三极管主要参数
01
02
03
电流放大系数
表示三极管对电流的放大 能力，是判断三极管放大 性能的重要参数。
极间反向电流
包括集电极-基极反向饱和 电流和集电极-发射极反向 饱和电流，反映了三极管 的截止性能。
《三极管教学》课件
《三极管教学》ppt课件
三极管概述三极管工作原理三极管基本应用三极管特性参数三极管的选择与使用
三极管概述
01
总结词
三极管是一种电子元件，由三个半导体区域组成，具有放大和开关电流的功能。
详细描述
三极管是电子学中非常重要的基本元件之一，由三个半导体区域组成，分别是基极（base）、集电极（collector）和发射极（emitter）。这三个区域在结构上有所不同，从而使得三极管具有了放大和开关电流的功能。
详细描述
பைடு நூலகம்
总结词
三极管的符号通常由三个电极的图形和字母组成，用于表示三极管的类型和功能。
要点一
要点二
详细描述
在电路图中，三极管的符号通常由三个电极的图形和字母组成。其中，字母B表示基极，E表示发射极，C表示集电极。根据三极管的类型和功能，这些符号会有所不同。例如，NPN型硅三极管的电路符号中，基极是箭头朝里的三角形，集电极是箭头朝外的三角形，发射极是竖线；PNP型硅三极管的电路符号中，基极是箭头朝外的三角形，集电极是箭头朝里的三角形，发射极是竖线。这些符号能够帮助我们理解和分析电路的工作原理。
根据结构和材料的不同，三极管可以分为双极型和场效应型两大类。
总结词
双极型三极管是由半导体材料制成的，其工作原理基于电子和空穴两种载流子的运动。常见的双极型三极管有硅三极管和锗三极管。场效应型三极管则是由金属-氧化物-半导体结构制成的，其工作原理基于电场对载流子的调控。常见的场效应型三极管有NMOS和PMOS两种。
考虑三极管工作时产生的热量，合理设计散热措施，保证管子工作在安全温度范围内。
散热设计
在某些应用中，需要将多个三极管配对使用，以获得更好的性能。
配对使用
三极管概述三极管工作原理三极管基本应用三极管特性参数三极管的选择与使用
三极管概述
01
总结词
三极管是一种电子元件，由三个半导体区域组成，具有放大和开关电流的功能。
详细描述
三极管是电子学中非常重要的基本元件之一，由三个半导体区域组成，分别是基极（base）、集电极（collector）和发射极（emitter）。这三个区域在结构上有所不同，从而使得三极管具有了放大和开关电流的功能。
详细描述
பைடு நூலகம்
总结词
三极管的符号通常由三个电极的图形和字母组成，用于表示三极管的类型和功能。
要点一
要点二
详细描述
在电路图中，三极管的符号通常由三个电极的图形和字母组成。其中，字母B表示基极，E表示发射极，C表示集电极。根据三极管的类型和功能，这些符号会有所不同。例如，NPN型硅三极管的电路符号中，基极是箭头朝里的三角形，集电极是箭头朝外的三角形，发射极是竖线；PNP型硅三极管的电路符号中，基极是箭头朝外的三角形，集电极是箭头朝里的三角形，发射极是竖线。这些符号能够帮助我们理解和分析电路的工作原理。
根据结构和材料的不同，三极管可以分为双极型和场效应型两大类。
总结词
双极型三极管是由半导体材料制成的，其工作原理基于电子和空穴两种载流子的运动。常见的双极型三极管有硅三极管和锗三极管。场效应型三极管则是由金属-氧化物-半导体结构制成的，其工作原理基于电场对载流子的调控。常见的场效应型三极管有NMOS和PMOS两种。
考虑三极管工作时产生的热量，合理设计散热措施，保证管子工作在安全温度范围内。
散热设计
在某些应用中，需要将多个三极管配对使用，以获得更好的性能。
配对使用
三极管教学ppt课件
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
1.3.2 半导体三极管的工作原理
半导体半导体三极管有共有四种工作状态：
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
1、发射区的电子大量地扩散注 入到基区，基区空穴的扩散可 忽略。
发射结正偏
集电结反偏
外电场方向
NP
N
++++
e ++++ ++++
+++
c + + +
++++ -
++++
IE
b
+++
UBB RB UCC RC
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
很小的IB控制 IC IC = β IB
基极电流和集电极电流除直流分
量外还有交流分量，且iC = β iB。 放大电路是在ui的作用下，改变iB， 并通过iB控制直流电源供给集电极 电流iC，使其产生相应的交流分量， 并在足够大的RC上形成较大的电 压降，就有了可供输出的经放大
的交流电压uo。
2.
一旦外界条件改变到
不4、再因满集电足结这反偏两，个集条电区件和，基 则区形中成以少很上子小公在的结且式电与不场集作电再用结成下的立漂反移偏。，
CHAP03半导体三极管及放大电路基础PPT课件
共射极放大电路
四川大学生物医学工程中心
13
3.1.3 BJTห้องสมุดไป่ตู้特性曲线
1. 输入特性曲线
(3) 输入特性曲线的三个部分
①死区 ②非线性区 ③线性区
四川大学生物医学工程中心
14
3.1.3 BJT的特性曲线
2. 输出特性曲线 iC=f(vCE) iB=const
输出特性曲线的三个区域:
饱制截和的止区区区：域：，iCi明C该接显区近受域于v内C零E，控
压无关。一般 = 0.90.99
载流子的传输过程
四川大学生物医学工程中心
7
2. 电流分配关系
又设 1
根据 且令
IE=IB+ IC
IC= InC+ ICBO
InC
IE
ICEO= (1+ ) ICBO （穿透电流）
则 IC ICEO
IB
当
IC
ICEO 时，
IC IB
是另一个电流放大系数，同样，它也只与管
IE +iE
图 03.1.06 共射极放大电路
vO = -iC• RL = -0.98 V，
电压放大倍数
AV
vO 0.98V v 20mV 四川大学I生物医学工程中心
49
11
3.1.2 BJT的电流分配与放大原理
综上所述，三极管的放大作用，主要是依 靠它的发射极电流能够通过基区传输，然后到 达集电极而实现的。
三极管符号
四川大学生物医学工程中心
3
结构特点：
• 发射区的掺杂浓度最高； • 集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大； • 基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且
掺杂浓度最低。
1 半导体器件-三极管场效应管
第1章 半导体器件
1.1半导体的特性 1.2 PN结及半导体二极管 1.3 双极型三极管 1.4 场效应三极管
§1.3双极型三极管（Bipolar Junction
Transistor)
1.3.1 基本结构
NPN型 C 集电极
集电极 C PNP型
N
B
P
基极
N
E 发射极
P
B
N
基极 P
E 发射极
三极管符号
绝缘栅场效应管工作原理
绝缘栅场效应管工作原理
转移特性曲线
ID
U UT 开启电压GS
ID
4
（mA）
可变电
3 阻区
击穿区
2
恒流区
1
0
U DS
（V）
耗尽型N沟道MOS管的特性曲线
ID
D
mA
G S
UGS
UDS V
实验线路(共源极接法)
输出特性曲线 ID一个U DS，画出ID和UGS 的关系曲线，称为转移特性 曲线
绝缘栅场效应管（MOS）
Metal-Oxide-Semiconductor
N沟道 P沟道
耗尽型
增强型 耗尽型
增强型
一、结型场效应管（Junction Field Transistor) （1）结构
耗尽层
N 型 沟 道
N沟道结型场效应管的结构及符号
(drain)
(gate)
型 N+ 沟 N+
道
(Source)
曲线，跨导。
金属铝 S G D
SiO2绝缘层
N
N
P
两个N区
未预留 N沟道增强型
P型基底 N导电沟道
1.1半导体的特性 1.2 PN结及半导体二极管 1.3 双极型三极管 1.4 场效应三极管
§1.3双极型三极管（Bipolar Junction
Transistor)
1.3.1 基本结构
NPN型 C 集电极
集电极 C PNP型
N
B
P
基极
N
E 发射极
P
B
N
基极 P
E 发射极
三极管符号
绝缘栅场效应管工作原理
绝缘栅场效应管工作原理
转移特性曲线
ID
U UT 开启电压GS
ID
4
（mA）
可变电
3 阻区
击穿区
2
恒流区
1
0
U DS
（V）
耗尽型N沟道MOS管的特性曲线
ID
D
mA
G S
UGS
UDS V
实验线路(共源极接法)
输出特性曲线 ID一个U DS，画出ID和UGS 的关系曲线，称为转移特性 曲线
绝缘栅场效应管（MOS）
Metal-Oxide-Semiconductor
N沟道 P沟道
耗尽型
增强型 耗尽型
增强型
一、结型场效应管（Junction Field Transistor) （1）结构
耗尽层
N 型 沟 道
N沟道结型场效应管的结构及符号
(drain)
(gate)
型 N+ 沟 N+
道
(Source)
曲线，跨导。
金属铝 S G D
SiO2绝缘层
N
N
P
两个N区
未预留 N沟道增强型
P型基底 N导电沟道
电子技术基础课件：半导体三极管及其应用
半导体三极管及其应用
举例：
2)如何查阅器件手册 三极管的参数一般可以从半导体器件手册中查到，现选录了部分三极管的参数，分别 列于表2.1中，供学习参考。
半导体三极管及其应用
2.三极管的选用与检测 1)晶体三极管的选用 选用晶体管既要满足设备及电路的要求，又要符合节约的原则。根据用途不同，一般 应考虑以下因素：频率、集电极电流、耗散功率、反向击穿电压、电流放大系数、稳定性 及饱和压降等。这些因素具有相互制约的关系，在选管时应抓住主要矛盾，兼顾次要因素。 首先根据电路工作频率确定选用低频管还是高频管，低频管的特征频率fT 一般在3MHz 以下，而高频管的fT达几十兆赫、几百兆赫，甚至更高。选管时应使fT为工作频率的3~10倍 以上。原则上讲高频管可以代替低频管，但高频管的功率一般比较小，动态范围窄，在替 代时应注意功率要求。 其次，根据晶体管实际工作的最大集电极电流iCmax、最大管耗PCmax和电源电压UCC选 择合适的管子。需要注意：小功率管的PCM 值是在常温(25 ℃)下测得的。对于大功率管则 是在常温下加规定规格散热物的情况下测得的，若温度升高或不满足散热要求，PCM 将会 下降。 对 于β 值的选择，不是越大越好。β 太大容易引起自激振荡，且一般高β 管的工作多不 稳定，受温度影响大。通常β 选40~120之间。应尽量选用穿透电流ICEO、饱和压降UCES小的 管子，ICEO越小，电路的温度稳定性就越好。通常硅管的稳定性比锗管好得多，但硅管的 饱和压降比锗管大。目前电路中多采共射交流电流放大系数 共射交流电流放大系数指在动态时，基极电流的变化量为ΔiB，它引起集电极电流的变 化量为ΔiC。ΔiC与ΔiB的比值为动态电流(交流)放大系数，即
2.极间反向电流 (1)ICBO为发射极开路时，集电极与基极间的反向饱和电流。室温下，小功率硅管的 ICBO小于1μA，锗管的约为10μA。 (2)ICEO为基极开路时，由集电区穿过基区流向发射区的反向饱和电流。小功率硅管的 ICEO约几微安以下，而小功率锗管的ICEO约在几十微安以上，因此，在可能情况下应尽 量选用硅管。 ICBO与ICEO均随温度的上升而增大，是衡量三极管温度稳定性的重要参数。为减小温度 的影响，应尽量选用反向饱和电流小的三极管。 3.极限参数 1)集电极最大允许电流ICM 当集电极电流iC超过一定数值后，β 将明显下降，ICM是指β 明显下降，且三极管有可 能损坏时所对应的最大允许集电极电流。
模电第1章 常用半导体器件
1、工程性
实际工程需要证明其可行性。
强调定性分析。
实际工程在满足基本性能指标的前提下总是容许存
在一定的误差范围的。 电子电路的定量分析称为“估算”。 近似分析要“合理”。 抓主要矛盾和矛盾的主要方面。
电子电路归根结底是电路。
估算不同的参数需采用不同的模型，可用电路的
基本理论分析电子电路。
安徽工程科技学院电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
第一章 常用半导体器件
+4
+4
+4 自由电子
+4
+5 +4
+4 施主原子
+4
+4
+4
图 1.1.3
N 型半导体
安徽工程科技学院电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
第一章 常用半导体器件
二、 P 型半导体
在硅或锗的晶体中掺入少量的 3 价杂质元素，如 硼、镓、铟等，即构成 P 型半导体。
安徽工程科技学院电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
第一章 常用半导体器件
导
言
本课程成绩评定标准
作业
考勤
10 %
10 %
实验报告
考试
10 %
70 %
安徽工程科技学院电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
第一章 常用半导体器件
导
言
一、电子技术的发展 二、模拟信号与模拟电路 三、“模拟电子技术基础”课程的特 点 四、如何学习这门课程 五、课程的目的 六、考查方法
安徽工程科技学院电工电子技术教研室－－模拟电路多媒体课件
第一章 常用半导体器件
本征半导体掺入 5 价元素后，原来晶体中的某些 硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有 5 个价 电子，其中 4 个与硅构成共价键，多余一个电子只受 自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。 自由电子浓度远大于空穴的浓度，即 n >> p 。 电子称为多数载流子(简称多子)， 空穴称为少数载流子(简称少子)。 5 价杂质原子称为施主原子。
实际工程需要证明其可行性。
强调定性分析。
实际工程在满足基本性能指标的前提下总是容许存
在一定的误差范围的。 电子电路的定量分析称为“估算”。 近似分析要“合理”。 抓主要矛盾和矛盾的主要方面。
电子电路归根结底是电路。
估算不同的参数需采用不同的模型，可用电路的
基本理论分析电子电路。
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第一章 常用半导体器件
+4
+4
+4 自由电子
+4
+5 +4
+4 施主原子
+4
+4
+4
图 1.1.3
N 型半导体
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第一章 常用半导体器件
二、 P 型半导体
在硅或锗的晶体中掺入少量的 3 价杂质元素，如 硼、镓、铟等，即构成 P 型半导体。
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第一章 常用半导体器件
导
言
本课程成绩评定标准
作业
考勤
10 %
10 %
实验报告
考试
10 %
70 %
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第一章 常用半导体器件
导
言
一、电子技术的发展 二、模拟信号与模拟电路 三、“模拟电子技术基础”课程的特 点 四、如何学习这门课程 五、课程的目的 六、考查方法
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第一章 常用半导体器件
本征半导体掺入 5 价元素后，原来晶体中的某些 硅原子将被杂质原子代替。杂质原子最外层有 5 个价 电子，其中 4 个与硅构成共价键，多余一个电子只受 自身原子核吸引，在室温下即可成为自由电子。 自由电子浓度远大于空穴的浓度，即 n >> p 。 电子称为多数载流子(简称多子)， 空穴称为少数载流子(简称少子)。 5 价杂质原子称为施主原子。
第1章常用半导体器件313三极管-PPT课件
IC
A
+ RB
V UBE VBB
1 – 3 - 21
RC + VCC
V UCE -
实验线路
1. 输入特性（晶体管IB 与UBE 的关系曲线） iB(A) i f( u ) | u 常数 b be ce 80 60 死区电压： 40 硅管0~0.5V， 锗管0~0.2V。20
uCE≥1V时对应的特性曲线
IE
3、晶体管的三个极电流分配原则及关系
IC
1）根据电路的节点定律：
I E I C I B
IB
IE
1 – 3 - 16
3、晶体管的三个极电流分配原则及关系
2）根据晶体管内部结构 形成的电流分配原则：
IC
IC IB
IC IB
IB
共射直流电流放大系数， 取值范围在20~200之间。
控制大的集电极电流。
1 – 3 - 14
共射放大电路
2、晶体管内部载流子的运动(三个极电流的形成）
1）发射结加正向电压， 扩散运动形成发射极 电流IE
IC
2）扩散到基区的自由 电子与空穴的复合形 成基极电流IB 3）集电结加反向电压， 漂移运动形成集电极电 流 IC
1 – 3 - 15
N IB P N
模拟电子技术基础
信息科学与工程学院· 基础电子教研室
内容回顾 半导体二极管：
1、二极管的符号：
D D
1–3 - 2
2、伏安特性
死区电压：
二极管截止 反向击穿 电压UBR 二 极 管 非 工 作 区
1–3 - 3
I
导通压降:
二极管导通 反向电压 反 向 截 止 正 向 截 止 正 向 导 通
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IEP IEN IE
发射结正偏，基区空 穴向发射区的扩散很 04小.01.,2可020 忽略。
集电结反
偏，从基
区扩散来
IC
的电子作 为集电结
的非平衡
RC
少子，漂
移进入集
VC 电结而被
C 收集，形
成ICN。
发射结正偏，发 射区电子不断向 基区扩散，形成 发射极电流IEN。
二、各极电流分配关系(P25) IC=ICN+ICBO ICN
(3) 截止区：UBE< UON（或反偏），集电结反偏）。
IB=0，IC≤ICEO 0，UCE≥UBE
04.01.2020三种状态的判断：(根据UBE,UCE，IB,IC同时判断)
例： =50， USC =12V，
RB =70k， RC =6k 当USB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位 于哪个区？
整理: ICIB (1 )ICB O IB ICEO
交流放大 倍数
iC
ICEO集电结反向 饱和电流(可忽略)
iB
意义：(IB+ICBO) 对ICN的控制能力（内部）。
04.01.2020
IB对IC的控制能力（外部）。
三、共基电流放大系数
ICN与IE之比称为共基电流放大倍数
表示直流 放大倍数
I CN IE
1
交流放大 倍数
iC
iE
1
意义：ICN对IE的控制/放大能力（内部）。
04.01.2020
IC对IE的控制/放大能力（外部）。
三、近似公式（外部特性）
三极管电流分配：
IC IB
IE(1)IB
IE ICIB
当USB = -2 V，
IC
IB B
C
RC
UCE
RB UBE E
USC USB
（发射结反偏，集电结反偏）
IB=0 ， IC=0
IC最大饱和电流：
Q位于截止区
04.01.2020
ICmaxURSCC1622mA
例： =50， USC =12V，
CE
20A IB=0 3 6 9 12 UCE(V)
IC=ICEO
输出特性三个区域的特点:
(1) 放大区：发射结正偏，集电结反偏。 （线性放大）
(2)
即： UCE≥UBE ， IC=IB , 且 IC = IB
(2) 饱和区：发射结正偏、集电结正偏（二PN结均导通）
即：UCEUBE ， IC<IB，UCE0.3V
IB B
C
RC
UCE RB UBE E
uo
VBB
VCC
放大：输入电压微小变化，反映在输出中。
04.01.2020
载流子运动（发射、复合、收集）
集电结反偏，有少子形 成的反向电流ICBO。
IB
进入P区的电子少 部分与基区的空穴 复合，形成电流
IBN ，多数扩散到 Rb
集电结。
VB
B
ICBLeabharlann ICNOIBN基极
N P N
E 发射极 c
P
B
N
基极 P
E 发射极 c
符号 b
b
04.01.2020
e
NPN型
e
PNP型
结构特点:(三极两结)
C
集电极
集电结
B
基极 发射结
N P N
E
发射极
集电区： 结面积较大
基区：较薄， 掺杂浓度低
发射区： 掺杂浓度较高
04.01.2目020 的:有利于电流的控制(放大)作用
1.3.2 电流分配（放大）作用
1.3 双极型晶体管(三极管)
1.3.1 晶体管结构及类型 1.3.2 晶体管电流放大作用 1.3.3 晶体管共射特性曲线 1.3.4 晶体管主要参数 1.3.5 温度对晶体管特性几参数的影响
1.3.6 光电晶体管 重点难点
重点：晶体管放大原理、特性曲线。
难点：1.晶体管电流分配及控制
2.晶体管输入输出曲线
iB f(uBE)UCEConst
UCE=0V
80
UCE =0.5V
IB(A)
UCE 1V
60
工作压降：
死区电压： 40
硅管UBE0.6~0.7V
硅管0.5V，
20
锗管BE0.2~0.3V。
锗管0.2V。
0.4 0.8 UBE(V)
04.01.2020 注意：输入曲线是一簇曲线！
二、输出特性曲线
饱和区：
iC f(uCE)iBConst
发射结正偏
IC(mA )
集电结正偏
UCE UBE
4
IB>IC， UCE0.3V
3
100A截止区:
UBE< UON
80A 集电结反
偏,IB=0
iC 2
iB
60A IC=ICEO 40A
放大区：
1
发射结正偏
集电结反偏
IC=IB
U 变化 04.01.2020
IB=IBN+IEP-ICBO
IB
ICN ICBO
IBN
IC
RC VCC
Rb IEP
VB
IEN
B
IE IE=IEP+IENIEN
04.01.2020外部关系：IE=IC+IB
三、共射电流放大系数
ICN与(IB)’之比称为共射电流放大倍数
表示直流 放大倍数
IIC 'BNIIC B IIC CB BO O IIC B
三种接法：（三极双端口网络）
IE=(1+β )IB
BJT的三种组态
共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示； 共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。 共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示;
04.01.2020
（注意：为何不是6种！）
共射放大电路：（条件：发射结正偏，集电结反偏）
IC
3.晶体管主要参数及意义
04.01.2020
常见三极管封装
3AX81
3AX1
3DG4
3AD10
(a)
(b)
(c)
(d)
结构：有PNP型和NPN型；
材料：硅管和锗管；
功率：大功率管和小功率管；
04.01.2020 频率：高频管和低频管。
1.3.1 晶体管结构与类型
结构与类型
C 集电极
C 集电极
结构 B
C IC B
C IC B
IB E
IE
IB E
IE
NPN
PNP
记住！！
04.01.2020
注意：要使三极管能放大电流， 必须使发射结正偏，集电结反偏。
1.3.3 晶体管共射特性曲线
各极间电压电流关系（实验）
IB
IC mA
A
RB
V UBE
EC V UCE
EB
04.01.2020
测试实验电路
一、输入特性曲线
模拟电子技术基础
主讲 ：赵建辉 第一章 常用半导体器件(2)
三极管原理与应用
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院
04.01.2020
第1章 常用半导体器件
1.1 半导体基础知识
1.2 半导体二极管
1.3 双极型晶体管
本节课内容
1.4 场效应管
1.5 单结晶体管和晶闸管
1.6 集成电路中的元件
04.01.2020
发射结正偏，基区空 穴向发射区的扩散很 04小.01.,2可020 忽略。
集电结反
偏，从基
区扩散来
IC
的电子作 为集电结
的非平衡
RC
少子，漂
移进入集
VC 电结而被
C 收集，形
成ICN。
发射结正偏，发 射区电子不断向 基区扩散，形成 发射极电流IEN。
二、各极电流分配关系(P25) IC=ICN+ICBO ICN
(3) 截止区：UBE< UON（或反偏），集电结反偏）。
IB=0，IC≤ICEO 0，UCE≥UBE
04.01.2020三种状态的判断：(根据UBE,UCE，IB,IC同时判断)
例： =50， USC =12V，
RB =70k， RC =6k 当USB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位 于哪个区？
整理: ICIB (1 )ICB O IB ICEO
交流放大 倍数
iC
ICEO集电结反向 饱和电流(可忽略)
iB
意义：(IB+ICBO) 对ICN的控制能力（内部）。
04.01.2020
IB对IC的控制能力（外部）。
三、共基电流放大系数
ICN与IE之比称为共基电流放大倍数
表示直流 放大倍数
I CN IE
1
交流放大 倍数
iC
iE
1
意义：ICN对IE的控制/放大能力（内部）。
04.01.2020
IC对IE的控制/放大能力（外部）。
三、近似公式（外部特性）
三极管电流分配：
IC IB
IE(1)IB
IE ICIB
当USB = -2 V，
IC
IB B
C
RC
UCE
RB UBE E
USC USB
（发射结反偏，集电结反偏）
IB=0 ， IC=0
IC最大饱和电流：
Q位于截止区
04.01.2020
ICmaxURSCC1622mA
例： =50， USC =12V，
CE
20A IB=0 3 6 9 12 UCE(V)
IC=ICEO
输出特性三个区域的特点:
(1) 放大区：发射结正偏，集电结反偏。 （线性放大）
(2)
即： UCE≥UBE ， IC=IB , 且 IC = IB
(2) 饱和区：发射结正偏、集电结正偏（二PN结均导通）
即：UCEUBE ， IC<IB，UCE0.3V
IB B
C
RC
UCE RB UBE E
uo
VBB
VCC
放大：输入电压微小变化，反映在输出中。
04.01.2020
载流子运动（发射、复合、收集）
集电结反偏，有少子形 成的反向电流ICBO。
IB
进入P区的电子少 部分与基区的空穴 复合，形成电流
IBN ，多数扩散到 Rb
集电结。
VB
B
ICBLeabharlann ICNOIBN基极
N P N
E 发射极 c
P
B
N
基极 P
E 发射极 c
符号 b
b
04.01.2020
e
NPN型
e
PNP型
结构特点:(三极两结)
C
集电极
集电结
B
基极 发射结
N P N
E
发射极
集电区： 结面积较大
基区：较薄， 掺杂浓度低
发射区： 掺杂浓度较高
04.01.2目020 的:有利于电流的控制(放大)作用
1.3.2 电流分配（放大）作用
1.3 双极型晶体管(三极管)
1.3.1 晶体管结构及类型 1.3.2 晶体管电流放大作用 1.3.3 晶体管共射特性曲线 1.3.4 晶体管主要参数 1.3.5 温度对晶体管特性几参数的影响
1.3.6 光电晶体管 重点难点
重点：晶体管放大原理、特性曲线。
难点：1.晶体管电流分配及控制
2.晶体管输入输出曲线
iB f(uBE)UCEConst
UCE=0V
80
UCE =0.5V
IB(A)
UCE 1V
60
工作压降：
死区电压： 40
硅管UBE0.6~0.7V
硅管0.5V，
20
锗管BE0.2~0.3V。
锗管0.2V。
0.4 0.8 UBE(V)
04.01.2020 注意：输入曲线是一簇曲线！
二、输出特性曲线
饱和区：
iC f(uCE)iBConst
发射结正偏
IC(mA )
集电结正偏
UCE UBE
4
IB>IC， UCE0.3V
3
100A截止区:
UBE< UON
80A 集电结反
偏,IB=0
iC 2
iB
60A IC=ICEO 40A
放大区：
1
发射结正偏
集电结反偏
IC=IB
U 变化 04.01.2020
IB=IBN+IEP-ICBO
IB
ICN ICBO
IBN
IC
RC VCC
Rb IEP
VB
IEN
B
IE IE=IEP+IENIEN
04.01.2020外部关系：IE=IC+IB
三、共射电流放大系数
ICN与(IB)’之比称为共射电流放大倍数
表示直流 放大倍数
IIC 'BNIIC B IIC CB BO O IIC B
三种接法：（三极双端口网络）
IE=(1+β )IB
BJT的三种组态
共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示； 共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。 共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示;
04.01.2020
（注意：为何不是6种！）
共射放大电路：（条件：发射结正偏，集电结反偏）
IC
3.晶体管主要参数及意义
04.01.2020
常见三极管封装
3AX81
3AX1
3DG4
3AD10
(a)
(b)
(c)
(d)
结构：有PNP型和NPN型；
材料：硅管和锗管；
功率：大功率管和小功率管；
04.01.2020 频率：高频管和低频管。
1.3.1 晶体管结构与类型
结构与类型
C 集电极
C 集电极
结构 B
C IC B
C IC B
IB E
IE
IB E
IE
NPN
PNP
记住！！
04.01.2020
注意：要使三极管能放大电流， 必须使发射结正偏，集电结反偏。
1.3.3 晶体管共射特性曲线
各极间电压电流关系（实验）
IB
IC mA
A
RB
V UBE
EC V UCE
EB
04.01.2020
测试实验电路
一、输入特性曲线
模拟电子技术基础
主讲 ：赵建辉 第一章 常用半导体器件(2)
三极管原理与应用
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院
04.01.2020
第1章 常用半导体器件
1.1 半导体基础知识
1.2 半导体二极管
1.3 双极型晶体管
本节课内容
1.4 场效应管
1.5 单结晶体管和晶闸管
1.6 集成电路中的元件
04.01.2020