郑州大学模电1.3-BJT

4. 在表的第一列数据中，IE = 0 时，IC = 0.001 mA = 在表的第一列数据中， ICBO，ICBO 称为反向饱和电流。 称为反向饱和电流。 反向饱和电流
IC = αIE + ICBO
在表的第二列数据中， I B = 0，IC = 0.01 mA = ICEO， 在表的第二列数据中， ， 称为穿透电流 穿透电流。 称为穿透电流。 ICEO = (1+ β )ICBO IC = β IB +ICEO
IB/mA −0.001 IC/mA 0.001 IE/mA 0 0 0.01 0.01 0.01 0.56 0.57 0.02 1.14 1.16 0.03 1.74 1.77 0.04 2.33 2.37 0.05 2.91 2.96
BJT的结偏置电压与各极电流的关系 的结偏置电压与各极电流的关系
NPN 管 : U C > U B > U E PNP 管 : U C < U B < U E
识别管脚和判断管型的依据
例 ：测得放大电路中的某只晶体管三个管脚 对机壳的电压如图所示： 对机壳的电压如图所示：试判断该管管脚对应 的电极，该管的类型及材料。 的电极，该管的类型及材料。
0.1V E -11.5V 0.78V
表面看
b
不具备 放大作用
e e
c N b P P N N
三极管内部结构要求： 三极管内部结构要求： 1. 发射区高掺杂。 发射区高掺杂。 2. 基区做得很薄。通常只有几 基区做得很薄。 微米到几十微米，而且掺杂较少 掺杂较少。 微米到几十微米，而且掺杂较少。
3. 集电结面积大。 集电结面积大。 Nhomakorabeae
三极管放大的外部条件：外加电源的极性应使发射 三极管放大的外部条件：外加电源的极性应使发射 结正偏， 集电结反偏状态 结正偏，而集电结反偏状态
ICBO
IC
c ICn
Rc IB
b
IBn
Rb
IEp e IEn
e
一般可达 0.95 ~ 0.99
I C = I Cn + I CBO = α I E + I CBO 可将其忽略， 当 I CBO << I C 时，可将其忽略，则 IC α ≈ IE
三个极的电流之间满足节点电流定律， 三个极的电流之间满足节点电流定律，即
1.3.3 三极管的特性曲线
特性曲线是选用三极管的主要依据， 特性曲线是选用三极管的主要依据 ， 可从半导体器 件手册查得。 件手册查得。 输入特性： 输入特性：
1.3.1 三极管的结构
硅平面管
二氧化硅
e
b
e 发射极
N P N
b基极 基极 c 集电极
平面型( 平面型(NPN) )
c
集电极 c 集电区
N
基极 b
集电结 基区 发射结 b
c
P N
发射区 符号 发射极 e 三极管结构示意图和符号
(a)NPN 型 )
e
集电极 c 集电区 P N 基极 b
N
集电结 基区 发射结 发射区 发射极 e b
发射区 + 基区
集电区 集电区 管芯结构剖面图
BJT的放大偏置 的放大偏置
c N b P N e b+ ib
—是BJT具有电流放大作用的外部因素 是 具有电流放大作用的外部因素 c iC + ie UCE b c P N P e b+ ib c iC + UCE ie
UBE
-
e
UBE
-
-
e
1、什么叫放大偏置？ 什么叫放大偏置？ 放大偏置——“发射结正偏、集电结反偏” 发射结正偏、 放大偏置 发射结正偏 集电结反偏” 2、放大偏置时BJT三个电极电位之间的关系： 、放大偏置时 三个电极电位之间的关系： 三个电极电位之间的关系
三极管中载流子运动过程 1. 发射 发射区的 电子越过发射结扩散到 基区，基区的空穴扩散 到发射区—形成发射极 电流 IE (基区多子数目较 空穴电流可忽略) 少，空穴电流可忽略)
c Rc
IB
b Rb e
IE
2. 复合和扩散 电子 到达基区， 到达基区 ， 少数与空穴复 合形成基极电流 Ibn，复合 掉的空穴由 VBB 补充 多数电子在基区继续扩 到达集电结的一侧。 散，到达集电结的一侧。
故 α 与 β 两个参数之间满足以下关系： 两个参数之间满足以下关系：
α=
β
1+ β
或
α β= 1 −α
的含义是不同的， 直流参数 α、 与交流参数 α、 β 的含义是不同的， β 但是，对于大多数三极管来说， 但是，对于大多数三极管来说，β 与 ， α 与 的数值 α β 却差别不大，计算中，可不将它们严格区分。 却差别不大，计算中，可不将它们严格区分。
(1)
IE = IC + IB
代入( ) 代入(1)式，得
I C = α ( I C + I B ) + I CBO
其中： 其中：
α 1 ∴ IC = IB + I CBO 1−α 1−α = β I B + (1 + β ) I CBO
1−α 共射直流电流 放大系数
β =
α
IC = βIB + (1 + β )ICBO
表示， 称穿透电流。 上式中的后一项常用 ICEO 表示，ICEO 称穿透电流。
I CEO = (1 + β ) I CBO 则 I C = β I B + I CEO
当 ICEO<< IC 时，忽略 ICEO，则由上式可得
IC β ≈ IB
之比。 共射直流电流放大系数 β 近似等于 IC 与 IB 之比。 β 几百。 一般 值约为几十 ~ 几百。
三极管的电流分配关系
IE = IC + IB IC = β IB +ICEO =αIE + ICBO IE = (1 + β ) IB
0.04 2.33 2.37 0.05 2.91 2.96
一组三极管电流关系典型数据 IB/mA −0.001 0 0.01 0.02 0.03 IC/mA 0.001 0.01 0.56 1.14 1.74 IE/mA 0 0.01 0.57 1.16 1.77
− 11 .5V < 0.1V < 0.78V
UC < UB < UE U BE ≈ 0.68V
该管为PNP型硅管 型硅管 该管为
例 ：测得放大电路中的某只晶体管三个管脚 对机壳的电压如图所示： 对机壳的电压如图所示：试判断该管管脚对应 的电极，该管的类型及材料。 的电极，该管的类型及材料。
7.5V B 3.2V 3.9V 1、基极电位UB居中（可识别基极）； 、基极电位 居中（可识别基极） 2、发射结压降: |UBE| = 0.7（0.6）V （硅管） 、发射结压降 0.7（0.6） 硅管） |UBE| = 0.3（0.2）V （锗管） 0.3（0.2） 锗管） 可识别发射极——集电极；判断管子的材料； 集电极； 可识别发射极 集电极 判断管子的材料； 3、NPN管各极的电位关系：UC>UB>UE； 、 管各极的电位关系： 管各极的电位关系 可识别管子的类型 PNP管各极的电位关系：UC<UB<UE； （NPN/PNP）。 管各极的电位关系： 管各极的电位关系 ）。
IE
三极管的电流分配关系 IC = ICn + ICBO IE = ICn + IBn + IEp = IEn+ IEp 一般要求 ICn 在 IE 中 占的比例尽量大 尽量大。 占的比例 尽量大 。 而 二者之比称共基直流 二者之比称 共基直流 电流放大系数， 电流放大系数，即
I Cn α = IE
C
E
3.2V < 3.9V < 7.5V
U E < U B < U C ⇒UC > UB > UE U BE = 0.7V
NPN型硅管 型硅管
1.3.2 三极管的电流放大作用
以 NPN 型三极管为例讨论
c N b P N
c
若实现放大， 若实现放大， 必须从内部结构 必须从内部结构 和外部所加电源 的极性来保证 的极性来保证
BJT结构特点： －－是BJT具有电流放大作用的内部因素。 结构特点： －－是 具有电流放大作用的内部因素。 具有电流放大作用的内部因素
（1）发射区的高掺杂； 发射区的高掺杂； （2）基区很薄，且掺杂浓度很低(几微米至几十微米); 基区很薄，且掺杂浓度很低(几微米至几十微米); （3）集电区面积很大. 集电区面积很大.
B
C
1、基极电位UB居中（可先识别基极）； 、基极电位 居中（可先识别基极） 2、发射结正偏压降: |UBE| = 0.7（0.6）V （硅管） 、发射结正偏压降 0.7（0.6） 硅管） |UBE| = 0.3（0.2）V （锗管） 0.3（0.2） 锗管） 可识别发射极（所剩者即为集电极）；并判断管子的材料； ）；并判断管子的材料 可识别发射极（所剩者即为集电极）；并判断管子的材料； 3、NPN管各极的电位关系：UC>UB>UE； 、 管各极的电位关系： 管各极的电位关系 可识别管子的类型 PNP管各极的电位关系：UC<UB<UE； （NPN/PNP） 管各极的电位关系： 管各极的电位关系 ）
BJT的类型： 的类型： 的类型 按工作频率分：高频管、 按工作频率分：高频管、低频管 的主要参数 按功率分： 按功率分：小、中、大功率管三、BJT的主要参数 按材料分：硅管、 按材料分：硅管、锗管 的交流小信号模型 按结构分： 按结构分：NPN型、PNP型 四、BJT的交流小信号模型 型 型