半导体三极管
三极管
Q点的影响因素有很多，如电源波动、偏
置电阻的变化、管子的更换、元件的老化等等，
不过最主要的影响则是环境温度的变化。三极
管是一个对温度非常敏感的器件，随温度的变 化，三极管参数会受到影响，具体表现在以下 几个方面。
• 1.温度升高，三极管的反向电流增大
• 2.温度升高，三极管的电流放大系数β增大
• 3.温度升高，相同基极电流IB下，UBE减小，
2.2 共射放大电路
一、 放大的概念
电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放大成
较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。
电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网
络表示，如图。
ui
Au
uo
1、放大体现了信号对能量的控制作用，放大的信
号是变化量。
2、放大电路的负载所获得的随信号变化的能量要
比信号本身所给出的能量大得多，这个多出的
②电感视为短路
共射电路的直流通路
用图解法分析放大器的静态工作点
直流负载线 UCE=UCC–ICRC
U CC RC
ICQ
IC Q
IB UCE
与IB所决 定的那一 条输出特 性曲线的 交点就是 Q点
UCEQ UCC
2、动态分析
计算动态参数Au、Ri、Ro时必须依据交流通路。 交流通路：是指ui单独作用（UCC=0）时，电路 中交流分量流过的通路。 画交流通路时有两个要点：
有以下两种。
IC
IB A RB
V
mA C
B E
UBE
RC USC V
UC（1）输入特性曲线
它是指一定集电极和发射极电压UCE下，三极管 的基极电流IB与发射结电压UBE之间的关系曲线。实 验测得三极管的输入特性曲线如下图所示。
半导体三极管综合知识
半导体三极管综合知识5.1 半导体三极管英文缩写：Q/T5.2 半导体三极管在电路中常用“Q”加数字表示，如：Q17表示编号为17的三极管。
5.3半导体三极管特点：半导体三极管（简称晶体管）是内部含有2个PN结，并且具有放大能力的特殊器件。
它分NPN型和PNP型两种类型，这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补，所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用。
NPN型，锗管多为PNP型。
`E(集电极集电极)B(基极)NPN型三极管 PNP型三极管5.4 半导体三极管放大的条件:要实现放大作用，必须给三极管加合适的电压，即管子发射结必须具备正向偏压，而集电极必须反向偏压,这也是三极管的放大必须具备的外部条件。
5.5 半导体三极管的主要参数a; 电流放大系数：对于三极管的电流分配规律Ie=Ib+Ic,由于基极电流Ib的变化，使集电极电流Ic发生更大的变化，即基极电流Ib的微小变化控制了集电极电流较大，这就是三极管的电流放大原理。
即β=ΔIc/ΔIb。
b;极间反向电流，集电极与基极的反向饱和电流。
c;极限参数：反向击穿电压，集电极最大允许电流、集电极最大允许功率损耗。
5.6半导体三极管具有三种工作状态，放大、饱和、截止，在模拟电路中一般使用放大作用。
饱和和截止状态一般合用在数字电路中。
a;半导体三极管的三种基本的放大电路。
b;三极管三种放大电路的区别及判断可以从放大电路中通过交流信号的传输路径来判断，没有交流信号通过的极，就叫此极为公共极。
注：交流信号从基极输入，集电极输出，那发射极就叫公共极。
交流信号从基极输入，发射极输出，那集电极就叫公共极。
交流信号从发射极输入，集电极输出，那基极就叫公共极。
5.7 用万用表判断半导体三极管的极性和类型(用指针式万用表).a;先选量程：R﹡100或R﹡1K档位.b;判别半导体三极管基极：用万用表黑表笔固定三极管的某一个电极，红表笔分别接半导体三极管另外两各电极，观察指针偏转，若两次的测量阻值都大或是都小，则改脚所接就是基极（两次阻值都小的为NPN型管，两次阻值都大的为PNP型管），若两次测量阻值一大一小，则用黑笔重新固定半导体三极管一个引脚极继续测量，直到找到基极。
半导体三极管
放大 截止 饱和 倒置
正向 反向 三极管饱和 反向时的管压降 反向 正向UCE被称作 正向
为三极管的 反向饱和压降
放大状态时有： IC=β IB+ICEO≈βIB
UCE=UCC-IC*Rc 减小Rb，IB增大； IC增大，UCE减小 集电结反偏电压减小。 饱和后，UCE≈0, IC=(UCC-UCES)/Rc IC≈UCC/Rc 饱和条件： IB>IC/β IB>(UCC-UCES)/βRc≈UCC/(β Rc）
半导体三极管
3.1 概述
半导体三极管，又称为双极结型晶体管（BJT）
c
N P N 集电极 集电结
NPN型 c b
PNP型
c b
b
基极
发射结
e
e
发射极
e
三极管的发射极的箭头方向， 代表三极管工作在放大，饱和 状态时，发射极电流（IE）的 实际方向。
半导体三极管的分类：
按材料分： 按结构分： 按使用频率分： 按功率分： 硅管、锗管 NPN、 PNP 低频管、高频管 小功率管 < 500 mW 中功率管 0.5 1 W 大功率管 > 1 W
NPN: 0.35V,0.3V,1V 1V
+VCC
-VCC
PNP: -0.2V,0V,-0.05V -0.05V -0.2V
PNP
0.35V
NPN
0.3V
0V
由引脚电压判断三极管管脚和工作状态
工作状态 发射结电压 集电结电压
放大 截止 饱和
正向 反向 正向
反向 反向 正向
1、无正向导通电压的处在截止状态 2、根据三个电位的集中程度判断是否饱和 3、如果饱和则先判断基极，再判断集电极和发射极 4、不饱和则看有没有两个电压差为正向导通电压 例1-5 NPN: (1) 1V,0.3V,3V (2) 0.3V,0.3V,1V (3)2V,5V,1V PNP: (1) -0.2V,0V,0V (2) -3V,-0.2V,0V (3)1V,1.2V,-2V
第03章-半导体三极管及放大电路基础
退出
放大电路的动态图解分析
（1）交流负载线 1.从B点通过输出特性曲线上的Q点做一条直线，
其斜率为-1/R'L 。 2.R'L= RL∥Rc，
是交流负载电阻。
3.交流负载线是有 交流 输入信号时Q 点的运动轨迹。
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三极管电流分配
半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压。 在放大工作状态： 发射结加正向电压，集电结加反向电压。
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三极的工作原理
发射结加正偏时，从发射区将
有大量的电子向基区扩散，形成
的电流为IEN。 从基区向发射区也有空穴的扩
散运动，但其数量小，形成的电
流为IEP。（这是因为发射区的掺杂浓
Av Vo /Vi
A I / I
i
oi
Ap Po / Pi Vo Io /Vi Ii
退出
(2) 输入电阻 Ri
输入电阻是表明放大电路从信号源 吸取电流大小的参数，Ri大放大电路 从信号源吸取的电流小，反之则大。
Ri
Vi Ii
退出
(3) 输出电阻Ro
输出电阻是表明放大电路带负载的能力，
Ro大表明放大电路带负载的能力差，反之则强。
退出
双极型三极管的参数
参数 型号
PCM
I CM
mW mA
3AX31D 125 125
3BX31C 125 125
3CG101C 100 30
3DG123C 500 50
3DD101D 5A
5A
3DK100B 100 30
3DKG23 250W 30A
三极管介绍
3、硅管与则锗管可相互代用。2种材料不 同的管子相互代用时要求其导电性能必须相同 （即PNP型代PNP型）、参数相接近。当然， 由于更换管子后的偏置不同，需对偏置电阻作 重新调整。
电压增加，从而使发射区注入基区的电子增多， 又增使大I。E增由大此，可I见E的，增集大电又结将产使生集雪电崩极击电穿流后进会一引步起
发射极电流的增加，因此雪崩倍增的效果得到了
放大。这种雪崩倍增和电流放大之间的相互影响，
是由于集电结和发射结之间的相互作用引起的， 由此可知 V(BR)CEO 要比V(BR)CBO小很多。
• 由于三极管有三个电极，它的伏安特性 就不象二极管那样简单，工程上最常用 到的是三极管的输入特性和输出特性曲 线。在此以共射极电路大致介绍一下其 特性曲线。
1、输入特性
输入特性是指当集电极与发射极之间 的电压VCE为某一常数时，输入回路中加 在三极管基极与发射极之间的电压VBE与 基极电流iB之间的关系曲线。 2、输出特性
三极管介绍
梅小俊
半导体三极管是通过一定的工艺，将 两个PN结结合在一起的器件。半导体三 极管是一种电流控制器件，即通过基极电 流或发射极电流去控制集电极电流。三极 管的放大作用主要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。为了保证这一个传输过程，一方面要 满足内部条件，即要求发射区杂质浓度要 远大于基区杂质浓度，同时基区厚度要很 小；另一方面要满足外部条件，即发射结 要正向偏置、集电结要反向偏置。
4、用复合管代用高β值的三极管。用2只 三极管作适当的连接即可完成单管的功能，并 能提高放大倍数。复合管的β值为两管β值的 乘积，即β=β1×β2 。2只管子可以是同一种 导电类型，也可以是不同的导电类型。在维修 时，若用复合管来代用单管，线路一般要重新 调整偏置。
半导体三极管(BJT)
3.1 半导体三极管（BJT ）3.1.1 BJT 的结构简介：半导体三极管有两种类型：NPN 型和PNP 型。
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。
3.1.2 BJT 的电流分配与放大原理三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。
外部条件：发射结正偏，集电结反偏。
1. 内部载流子的传输过程发射区：发射载流子；集电区：收集载流子；基区：传送和控制载流子（以NPN 为例）。
以上看出，三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电，故称为双极型三极管，或BJT (Bipolar Junction Transistor)。
2. 电流分配关系3. 三极管的三种组态 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。
载流子的传输过程ααββ-=⨯=1B C i i EB i i ⨯-=)1(αEC i i ⨯=α4. 放大作用综上所述，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。
实现这一传输过程的两个条件是：（1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。
（2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。
3.1.3 BJT 的特性曲线1. 输入特性曲线const V BE B CE V f i ==|)(。
(1) 当V V CE0=时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。
(2) 当V V CE 1≥时，V V V V BE CE CB 0>-=，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，同样的V BE 下，I B 减小，特性曲线右移。
(3) 输入特性曲线的三个部分：死区；非线性区；线性区。
2. 输出特性曲线放大区：v CE = 0V v CE ≥ 1VBJT 的三种组态consti CE C B V f i ==|)(i C平行于v CE轴的区域，曲线基本平行等距。
半导体三极管PPT课件
2、输出特性曲线
（4）关于输出特性曲线的结论：
偏置 条件
（NPN）
①三极管各工作状态下，三个电极的电位关系
截止状态 发射结反偏 集电结反偏
VB≤VE
放大状态
发射结正偏 集电结反偏 VC＞VB＞VE
饱和状态
发射结正偏 集电结正偏 VB＞VE，VB＞Vc
（PVE
VB＜VE，VB＜VC
NO.1 三极管的特性曲线
2、输出特性曲线
（2）输出特性曲线测试电路： ①测试步骤： 每一个IB对应一条IC-VCE曲线，通过调节RP1可以得 到很多个IB 的值，相应地得到很多条IC-VCE曲线。 所以，三极管的输出特性曲线是一族曲线。
NO.1 三极管的特性曲线
2、输出特性曲线
（3）输出特性曲线测试结果： ①截止区。（非线性区） 偏置条件：发射结反偏或零偏，集电结反偏。 特点：三极管处于截止状态。IB=0，IC=ICEO≠0， ICEO为穿透电流。截止区越小，管子性能越好
NO.1 三极管的特性曲线
2、输出特性曲线
（2）输出特性曲线测试电路： ①测试步骤：
比如：滑动RP1,使IB 固定为0 ，再调节RP2让VCE从0开始增 加，记下相应的IC值。得到IB =0A这一条输出特性曲线。
再比如：滑动RP1,使IB固定为40uA，再调节RP2让VCE从0开 始增加，记下相应的IC值。得到IB =40uA这一条输出特性曲线。
NO.1 三极管的特性曲线
1、输入特性曲线
（2）输入特性曲线测试电路： ①测试步骤：
比如：滑动RP2,使VCE固定为1V，再调节RP1让VBE从0开始增加， 记下相应的IB值，得到VCE=1V这一条输入特性曲线。
再比如：滑动RP2,使VCE固定为3V，再调节RP1让VBE从0开始增 加，记下相应的IB值，得到VCE=3V这一条输入特性曲线。
3.1 半导体三极管(BJT)解析
输出特性曲线的三个区域
截止区：特征－IC接近零 该区域相当iB=0的曲线下方。 此时，发射结反偏或正偏电压很小， 集电结反偏。
载流子的传输过程
（2）基极电流传输系数
inC 传 输 到 集 电 极 的 电 流 即 为电流放大系 设 iE 发射极注入电流 数，与管子的结构尺 寸和掺杂浓度有关， iC 一般 = 0.90.99 通常 i >> I 有
nC CBO
iE
3.1.2 BJT的电流分配与放大原理
i
B
vBE - e VBB
b +
c+
iC
vCE
VCC
共射放大电路 vCE = 0V vCE 1V
3.1.3 BJT的特性曲线
(3) 输入特性曲线分为三个部分
①死区 ②非线性区 ③线性区
3.1.3 BJT的特性曲线
2. 共射电路输出 特性曲线 iC=f(vCE) iB=const
饱和区：特征－IC明显受VCE控制 该区域内，一般VCE＜0.7V(硅管)。 即处于发射结正偏，集电结正偏 或反偏电压很小。 放大区：特征－IC平行于VCE轴 该区域内，曲线基本平行等距。 此时，发射结正偏，集电结反偏。
3.1.1 BJT简介
2. 两种BJT类型NPN型和PNP型及其符号
两种类型的三极管
3. BJT制造工艺：合金法、扩散法
3.1.1 BJT简介
4. BJT的分类
• 按材料：硅三极管、锗三极管
• 按用途：高频管、低频管、功率管、开关管
• (国标) ：国产三极管的命名方案
BJT的外形图
3.1.2 BJT的电流分配与放大原理
一组公式
发射区杂质浓度远 大于基区杂质浓度， 且基区很薄。
三极管
第5章 三极管及基本放大电路半导体三极管是一种最重要的半导体器件。
它的放大作用和开关作用促使电子技术飞跃发展。
场效应管是一种较新型的半导体器件，现在已被广泛应用于放大电路和数字电路中。
本章介绍半导体三极管、绝缘栅型场效应管以及由它们组成的基本放大电路。
5.1 半导体三极管半导体三极管简称为晶体管。
它由两个PN 结组成。
由于内部结构的特点，使三极管表现出电流放大作用和开关作用，这就促使电子技术有了质的飞跃。
本节围绕三极管的电流放大作用这个核心问题来讨论它的基本结构、工作原理、特性曲线及主要参数。
5.1.1 三极管的基本结构和类型三极管的种类很多，按功率大小可分为大功率管和小功率管；按电路中的工作频率可分为高频管和低频管；按半导体材料不同可分为硅管和锗管；按结构不同可分为NPN 管和PNP 管。
无论是NPN 型还是PNP 型都分为三个区，分别称为发射区、基区和集电区，由三个区各引出一个电极，分别称为发射极（E ）、基极（B ）和集电极（C ），发射区和基区之间的PN 结称为发射结，集电区和基区之间的PN 结称为集电结。
其结构和符号见图5-1，其中发射极箭头所示方向表示发射极电流的流向。
在电路中，晶体管用字符T 表示。
具有电流放大作用的三极管，在内部结构上具有其特殊性，这就是：其一是发射区掺杂浓度大于集电区掺杂浓度，集电区掺杂浓度远大于基区掺杂浓度；其二是基区很薄，一般只有几微米。
这些结构上的特点是三极管具有电流放大作用的内在依据。
（a ） (b)图5-1 两类三极管的结构示意图及符号基极BT C EBT C EB基极B发射极E发射极E集电极C集电极C N 集电区P 基区 N 发射区P集电区 N 基区 P 发射区5.1.2 三极管的电流分配关系和放大作用现以NPN 管为例来说明晶体管各极间电流分配关系及其电流放大作用，上面介绍了三极管具有电流放大用的内部条件。
为实现晶体三极管的电流放大作用还必须具有一定的外部条件，这就是要给三极管的发射结加上正向电压，集电结加上反向电压。
第3章 半导体三极管及其基本放大电路
3.2 三极管基本应用电路及其分析 方法
3.2.3图解分析法
1.用图解法确定静态工作点 在分析静态值时，只需研究直流通路，图3-19用图解法分析 电路的步骤如下: 1)作直流负载线
U CE U CC I C RC
上式确定的直线就是直流负载线。 2)确定静态工作点 利用 I BQ (UCC U BEQ ) I RB ，求得IBQ的近似值。在输出特 性曲线上，确定IB=IBQ的一条曲线。该曲线与直线MN的交 点Q就是静态工作点。 上一页 下一页
3.1.5温度对三极管的特性与参数的影响
1.温度对UBE的影响 三极管的输入特性曲线与二极管的正向特性曲线相似，温度 升高，曲线左移，如图3-9所示。 2.温度对ICBO的影响 三极管输出特性曲线随温度升高将向上移动，如图3 -10所 示。 3.温度对β的影响 温度升高，输出特性各条曲线之间的间隔增大，从而β值增 大，如图3-10所示。
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3.1 双极型半导体三极管
3.1.6三极管的判别及其手册的查阅方法
1.三极管型号的意义 三极管的型号一般由五大部分组成如3AX31A、3DG12B、 3CG14G等。 2.三极管手册的查阅方法 1)三极管手册的基本内容 (1)三极管的型号。 (2)电参数符号说明。 (3)主要用途。 (4)主要参数。 2)三极管手册的查阅方法 (1)已知三极管的型号查阅其性能参数和使用范围。 (2)根据使用要求选择三极管。
3.1.4三极管的主要参数
3.极限参数 1)集电极最大允许电流ICM 2)反向击穿电压U(BR)CEO 3)集电极最大允许功耗PCM 根据给定的PCM值可以作出一条PCM曲线如图3-8所示，由 PCM、ICM和U(BR)CEO包围的区域为三1 双极型半导体三极管
1-2_半导体三极管
场效应型半导体三极管仅由一种载流子参与导电，是一种VCCS器件。
载流子参与导电是种器件半导体三极管是具有电流放大功能的元件频率：功率：材料：类型：1.2.1 三极管的结构及工作原理1.2.2 三极管的基本特性极管的基本特性1.2.3 三极管的主要参数及电路模型123三极管的主要参数及电路模型侧称为发射区，电极称为一侧称为发射区，电极称为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）；示向。
集电结反偏集电结反偏，有平衡少子的漂移运动形成的反向电流。
CBO基区空穴向发射区的扩散可忽略扩散可忽略。
进入P 区的电进入P子少部分与基区的空穴复合，形成电流IBN数扩散到集电结。
3、三极管的电流分配关系I B定义：发射极直流电流放大倍数βICCEO忽略如输入电压变化，则会导致在流在定义：流放大倍数流放大倍数：的态信号时的(1)三极管放大电路的02.03 三极管的三种组态0203三极管的三种组态后达到集电极的电子电流的比值。
所以三极管的基本特性由基本特性曲线刻画，即各电极电压与电流的关系曲线，是其内部载流子运动的外部表现为什么要研究特性曲线：好的电路1. 输入特性曲线①死区②非线性区③线性区可以用解释即u CE 对i 的影响，可以用三极管的内部反馈作用解释，即：结和发射结的两个性曲线。
（反偏状态，可以将发射区注入基区的绝大多数非平衡少子收集到集电区，且基区复合减少，明显增大，特性曲线将向右稍微移动一些。
输出特性曲线=0V时，因集电极无收集作用，i C=0。
当uCEu稍增大时，发射结虽处于正向电压之下，但集电当稍增大时发射结虽处于正向电压之下但集电增加到使集电结反偏电压较大时如u增加到使集电结反偏电压较大时，如CEu CE ≥1V≥0.7Vu07BE运动到集电结的电子基本上都可以被集电再增区收集，此后uCE电流没有明加，电流也没有明显的增加，特性曲线进轴基本平行的入与uCE区域(这与输入特性曲增大而右移的共发射极接法输出特性曲线线随uCE饱和区的下方此时发射结反偏集电结反偏的下方。
三极管及其放大电路
第2章 半导体三极管及其基本放大电路
2.1.3 .BJT的特性曲线
BJT的特性曲线是指各电极电压与电流之间 的关系曲线，它是BJT内部载流子运动的外部 表现。
工程上最常用的是BJT的输入特性和输出特 性曲线。
第2章 半导体三极管及其基本放大电路
以共射放大电路为例：
输入特性：iBf vBEvCE 常 数 输出特性： iCf vCEiB常数
第2章 半导体三极管及其基本放大电路
输出特性曲线可以划分为三个区域： 饱和区——iC受vCE控制的区域，该区域内vCE的 数值较小。此时Je正偏，Jc正偏
iC /mA
25℃
=80μA =60μA =40μA
=20μA
vCE /V
第2章 半导体三极管及其基本放大电路
饱和区——iC受vCE显著控制的区域，该区域内vCE的数值较 小。此时Je正偏，Jc正偏。
电压增益2＝ 0lgAV dB 电流增益2＝ 0lgAI dB
由于功率与电压（或电流）的平方成比例， 因此功率增益表示为：
功率增益＝10lgAP
【 AP
Po 】 Pi
第2章 半导体三极管及其基本放大电路
2.2.2
+
VS
-
R
＝
i
Vi I i
输入电阻Ri
I i
Io
+
+
Rs Vi
放大电路 Ri (放大器)
2.3 共射基本放大电路
共射基本放大电路组成
放大的外部条件
输入回 路
输出回 路
两个回路 正确的直流偏置
ui为小信号 ui和VBB串接 RB为基极偏置电阻
RC为集电极偏置电
阻
第2章 半导体三极管及其基本放大电路
半导体三极管
输出特性曲线需要理解的几点：
基极电流iB不同，则曲线族的 平坦部分上下移动对应的iC也不 同，因此要增大集电极电流iC， 唯一的途径是增大基极电流iB， 这正体现了iB对iC的控制作用。
i C(mA) IB =100uA IB =80uA IB =60uA IB =40uA IB =20uA IB=0 u
CE
iC iB
+
T
+
+
+
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
u BE +
u CE +
(V)
输出特性曲线需要理解的几点：
iC iB
+
T
+
+
+
u BE +
u CE +
i C(mA) IB =100uA IB =80uA IB =60uA IB =40uA IB =20uA IB=0 u
CE
特性曲线平坦部分的间隔大小 反映了晶体管电流放大作用的强 弱，若间隔大，则表示在一定iB 下，引起的iC大，即电流放大系 数大；反之，若间隔小， 就 小。实际上，在输出特性曲线的 放大区域内，不仅曲线平坦且距 离近似相等，因此晶体管在正常 工作时， 是几乎不变的。
IC与I B之间的关系：
对于一只三极管，它的基 区厚度和杂质浓度已定，因 此IC与IB之间保持一定的比例 关系，两者之比称为电流放 大系数。 集电区直流电流IC与基区 直流电流IB的比值称为直流放 大系数： Rb I
c
I CB O
IC I CN
N
RC
IB
P b
VCC
I EN I EP
β
C
IB
N
模拟电子技术3.1半导体三极管(BJT)
BJT由三个半导体区域组成，分别是发射区、基区和集 电区，通过外部电压和电流控制其工作状态。
BJT的参数和性能指标对电路设计和应用具有重要影响， 需要根据具体需求进行选择和优化。
对未来的展望
01 02 03 04
随着电子技术的不断发展，BJT的应用领域将更加广泛，特别是在物 联网、智能家居和电动汽车等领域。
半导体三极管(bjt)的特性曲线
输入特性曲线
转移特性曲线
描述基极-发射极电压与基极电流之间 的关系。
描述基极-发射极电压与集电极电流之 间的关系。
输出特性曲线
描述集电极-发射极电压与集电极电流 之间的关系。
03
半导体三极管(bjt)的类型和结构
npn型bjt
01
02
03
04
NPN型双极结型晶体管 （Bipolar Junction
漂移运动
在电场的作用下，载流子 会沿着电场方向运动，称 为漂移运动。
电流放大效应
电流放大效应是指三极管能够 控制较大电流的能力，从而实 现信号的放大。
当基极电流发生变化时，集电 极电流会发生更大的变化，从 而实现电流的放大。
电流放大倍数：描述三极管放 大能力的一个参数，其值等于 集电极电流与基极电流之比。
电流放大器
将变化的输入电流转换为相应的输 出电流，用于测量和控制电路。
开关电路
逻辑门电路
利用三极管的开关特性， 实现逻辑门的功能，如与 门、或门、非门等。
继电器
利用三极管作为控制开关， 实现对大电流或高电压电 路的通断控制。
开关电源
利用三极管的开关特性， 将输入电压转换为稳定的 输出电压，用于各种电子 设备。
振荡器
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三极管的主要参数包括直流参数交流参数极限参数
三极管的主要参数包括直流参数交流参数极限参数摘要：一、三极管简介二、三极管的主要参数1.直流参数2.交流参数3.极限参数三、参数对三极管性能的影响四、总结正文：一、三极管简介三极管，全称为半导体三极管，是一种常用的半导体器件，具有放大和开关等功能。
它由三个区域组成：n型区（发射极）、p型区（基极）和n型区（集电极）。
通过调整基极电流，可以控制集电极电流，从而实现信号的放大和开关。
二、三极管的主要参数1.直流参数直流参数主要包括静态工作点、静态电流和最大耗散功率。
静态工作点是指三极管在直流偏置下的工作状态，它决定了三极管的放大性能和稳定性。
静态电流是三极管在静态工作点下的基极电流，它影响了三极管的电流放大系数。
最大耗散功率是指三极管在最大工作电流下所能承受的热功率，它限制了器件的输出功率。
2.交流参数交流参数主要包括交流放大倍数、交流输入阻抗和交流输出阻抗。
交流放大倍数是指三极管在交流信号下的电流放大能力，它决定了三极管的信号放大性能。
交流输入阻抗是指三极管在交流信号下的输入阻抗，它影响了信号的传输效果。
交流输出阻抗是指三极管在交流信号下的输出阻抗，它影响了负载的驱动能力。
3.极限参数极限参数主要包括最大额定电压、最大额定电流和最小工作温度。
最大额定电压是指三极管能承受的最大电压，超过该电压可能导致器件损坏。
最大额定电流是指三极管能承受的最大电流，超过该电流可能导致器件过载。
最小工作温度是指三极管能正常工作的最低温度，低于该温度可能导致器件性能下降。
三、参数对三极管性能的影响直流参数、交流参数和极限参数共同决定了三极管的性能。
静态工作点的选择影响了三极管的放大性能和稳定性；静态电流的大小影响了三极管的电流放大系数；最大耗散功率决定了器件的输出功率；交流放大倍数、交流输入阻抗和交流输出阻抗影响了三极管的信号放大性能和驱动能力；最大额定电压、最大额定电流和最小工作温度则决定了器件的可靠性和稳定性。
四、总结三极管的主要参数包括直流参数、交流参数和极限参数。
半导体三极管概述
4. 结电容
结电容是指PN结在结两端电压作用下形成的电容效应。 结电容主要由两部分组成：一是PN结在正向电压作用下， 扩散电流的变化形成的电容效应，称之为扩散电容，通常记 作 ，它与通过PN结的扩散电流的大小成正比例；二是PN 结在反向电压作用下，电场的变化形成的电容效应，称之为 势垒电容，通常记作 ，它与作用在PN结两侧的反向电压 的大小成反比例。结电容是造成三极管产生频率响应的主要 原因，也是影响三极管开关速度的主要原因。
实验如图，把三极管接成二个电路，基极电路和集 电极电路，发射极是公共端，这种接法称为三极管 的共发射极接法。以NPN管为例，发射结加正向电压， 集电极加反向电压，三极管才能起放大作用。
IC
mA
IB
+
A
RB
+ V UBE
V UCE
+ EC
–
+– –
–
EB
三极管电流测量数据
IB(mA) IC(mA) IE(mA)
五. 三极管的工作状态
三极管的工作状态主要由三极管的二个PN结各自所承 受的偏置电压的大小和极性所决定的。三极管有二个PN结， 而每一个偏置电压又有二种可能的极性，即正向偏置和反向
偏置，因此，可构成三极管的三种工作状态：饱和、放 大、截止。
单极型三极管
双极型三极管是利用基极小电流去控制集电极较大电流 的电流控制型器件，因工作时两种载流子同时参与导电而称 之为双极型。单极型三极管因工作时只有多数载流子一种载 流子参与导电，因此称为单极型三极管；单极型三极管是利 用输入电压产生的电场效应控制输出电流的电压控制型器件 。
把基极电流的微小变化
能够引起集电极电流较大变
C
化的特性称为晶体管的电流 放大作用。
第二章半导体三极管及放大电路
(2)输出特性曲线 iC=f(uCE) iB=const
现以iB=60uA一条加以说明。
（1）当uCE=0 V时，因集电极无收集作用，iC=0。
（2） uCE ↑ → Ic ↑ 。
i C(mA)
IB =100uA IB =80uA
（3） 当uCE ＞1V后， 收集电子的能力足够强。 这时，发射到基区的电 子都被集电极收集，形 成iC。所以uCE再增加， iC基本保持不变。 同理，可作出iB=其他值的曲线。
3dB带宽 fL 下限截 止频率 上限截 fH 止频率 f
通频带： fbw=fH–fL
2.4 单管共射放大电路的工作原理
一．三极管的放大原理
三极管工作在放大区： 发射结正偏， 集电结反偏。
IC +△IC I B +△IB T
+ +
+△UCE UCE
+
放大原理：
Rb VBB
ui →△UBE→△IB
UBE+△ UBE -
IC IB
i ＝ C i B
△ iC
2.3 1.5
△ iB
IB =60uA IB =40uA IB =20uA IB=0 uCE (V)
I C 2.3mA 38 I B 60A
iC (2.3 1.5)mA ＝ 40 iB (60- 40)A
（2）共基极电流放大系数：
放大区——
放大区
IB =100uA IB =80uA IB =60uA IB =40uA IB =20uA IB=0 uCE (V)
曲线基本平行等 距。 此时，发 射结正偏，集电 结反偏。 该区中有：
IC＝IB
截止区
四. BJT的主要参数
半导体三极管及其应用
器件的种类
材料 三极管
第二位：A锗PNP管、B锗NPN管、 C硅PNP管、D硅NPN管
第三位：X低频小功率管、D低频大功率管、 G高频小功率管、A高频大功率管、K开关管
表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体 管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。
1、特性参数： 表明三极管的使用性能
1） 电流放大系数
为什么要研究特性曲线： 1）直观地分析管子的工作状态 2）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的
电路
讨论共发射极接法的特性曲线
IC
mA
IB
+
A
+
RB
V UBE
+ 输– 入回–路
V UCE
+ EC
–
–
EB 共发射极电路
测量三极管特性的实验线路
1、输入特性
输入特性是指三极管输入回路中，加在基极和发射
2.3 1.5 0.06 0.04
40
12 UCE(V)
在以后的计算中，一般作近似处理： = 。
2） 极间反向电流
a 集-基极反向饱和电流 ICBO ICBO的下标CB代表集电极和基极， O是Open的字头，代表第三个电极E开路。 它相当于集电结的反向饱和电流。
ICBO
– A +
EC
ICBO是由少数载流子的 漂移运动所形成的电流，
深度饱和时，
2
40A
UCE =UCES 饱和电压
1 O3
6
9
20A IB=0 12 UCE(V)
硅管UCES 0.3V， 锗管UCES 0.1V。
临界饱和时： uCE = uBE
五、半导体三极管的型号和主要参数
半导体三极管的参数
半导体三极管的参数摘要：一、半导体三极管的基本结构和种类二、半导体三极管的主要极限参数三、半导体三极管的电性能参数及其意义四、半导体三极管的应用和型号正文：一、半导体三极管的基本结构和种类半导体三极管，顾名思义，具有三个电极，由两个PN 结构组成，共用的一个电极成为三极管的基极（用字母b 表示）。
其他的两个电极成为集电极（用字母c 表示）和发射极（用字母e 表示）。
由于不同的组合方式，形成了一种是npn 型的三极管，另一种是pnp 型的三极管。
二、半导体三极管的主要极限参数半导体三极管的主要极限参数包括以下几个：1.集电极最大允许电流icm：半导体三极管允许通过的最大电流即为icm。
当集电极电流ic 增大到一定程度时，值便会明显下降，这时三极管不至于烧坏，但已不宜使用。
因此，规定值下降到额定值的2/3 时所对应的集电极电流为集电极最大电流icm。
2.集电极最大允许耗散功率pcm：集电极耗散功率实际上是集电极电流ic 和集电极电压uce 的乘积。
三、半导体三极管的电性能参数及其意义半导体三极管的电性能参数包括以下几个：1.VCEO--集电极- 发射结饱和电压：表示集电极和发射极之间的电压达到最大值时，三极管的电流不再增加，此时的电压即为集电极- 发射结饱和电压。
2.ICBO--集电结反向饱和电流：表示当集电极和发射极之间的电压为负时，三极管的电流不再减小，此时的电流即为集电结反向饱和电流。
四、半导体三极管的应用和型号半导体三极管主要用于电流放大和开关作用，广泛应用于各种电子电路和设备中。
由于不同的型号和生产厂家，三极管的性能和参数可能会有所不同。
常见的三极管型号有2SC33740（或2SC3374B），蓝箭电子、江苏长江电子等。
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半导体三极管
称来源和它们在三极管操作时的功能有关。
图中也显示出 npn
与pnp三极管的电路符号，发射极特别被标出，箭号所指的极为
n型半导体，和二极体的符号一致。
在没接外加偏压时，两个
pn接面都会形成耗尽区，将中性的p型区和n型区隔开。
pnp和npn三极管的结构及其示意图
三极管的电特性和两个pn接面的偏压有关，工作区间也依
偏压方式来分类，这里我们先讨论最常用的所谓”正向活性区”（forward active），在此区EB极间的pn接面维持在正向偏压，而BC极间的pn接面则在反向偏压，通常用作放大器的三极管都以此方式偏压。
图2(a）为一pnp三极管在此偏压区的示意图。
EB接面的空乏区由于正向偏压会变窄，载体看到的位障变小，
射极的空穴会注入到基极，基极的电子也会注入到射极；而BC
接面的耗尽区则会变
宽，载体看到的位障变大，故本身是不导通的。
图2(b）画的是没外加偏压，和偏压在正向活性区两种情形下，空穴和电子的电位能的分布图。
三极管和两个反向相接的pn二极管有什么差别呢？其间最大的不同部分就在于三极管的两个接面相当接近。
以上述之偏压在正向活性区之pnp三极管为例，射极的空穴注入
基极的n型中性区，马上被多数载体电子包围遮蔽，然后朝集电极方向扩散，同时也被电子复合。
当没有被复合的空穴到达BC
接面的耗尽区时，会被此区内的电场加速扫入集电极，空穴在集电极中为多数载体，很快藉由漂移电流到达连结外部的欧姆接点，形成集电极电流IC。
IC的大小和BC间反向偏压的大小关系不大。
基极外部仅需提供与注入空穴复合部分的电子流IBrec，与
由基极注入射极的电子流InBE（这部分是三极管作用不需要的
部分）。
InB E在射极与与电洞复合，即InB E=IErec。
pnp三
极管在正向活性区时主要的电流种类可以清楚地在图3(a）中看出。