三极管工作原理及详解.
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Rc）
4. 工作于倒置状态的半导体三极管
工作状态
放大 截止 饱和 倒置
发射结电压
正向 反向 正向 反向
集电结电压
反向 反向 正向 正向
• 放由电大于区内 掺部 杂结 的构 浓原度因低，，集正
倒置
偏的集电区不能提供大
量的电子发射，发射结
也不能有效收集电子，
所以倒置状态电流放大
倍数很小，不采用。
三极管状态判断小结
1.3.1 概述
半导体三极管，又称为双极结型晶体管（BJT）
b
基极
集电极
c
集电结 N
P
N
发射结
e
发射极
NPN型 c
b
PNP型 c
b
e
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：
硅管、锗管 按结构和材料 NPN、 PNP 共有4种组合
1.以电压判断三极管工作状态
工作状态
放大 截止 饱和 倒置
发射结电压
正向 反向 正向 反向
集电结电压
反向 反向 正向 正向
判断放大状态时的引脚
NPN型 c
b
e UC>UB>UE
PNP型 c
b
e UC<UB<UE
UBE正向导通,压降： 硅管大约0.7V 锗管大约0.2V
三极管状态判断小结
工作状态
放大 截止 饱和 倒置
工作状态
放大 截止 饱和 倒置
三极管状态判断小结
发射结电压
正向 反向 正向 反向
三极管状态判断小结
工作状态
放大 截止 饱和 倒置
发射结电压
正向 反向 正向 反向
集电结电压
反向 反向 正向 判断饱和状态时的引脚 正向
NPN型 c
b
e UC≤UB>UE
PNP型 c
b
e UC≥UB<UE
UBE正向导通: 硅管约0.7V, 锗管大约0.2V
饱和时三极管的管压被称作为
UCES，UCES范围： 硅管约0.7V~0V, 锗管约0.2V~0V
正向UCE被称作 正向 反向为饱三 和极压管降的 正向
UCES
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
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。，
压无关的反向饱和电流。
发射结正偏
集电结反偏
外电场方向
NP
N
++++
e ++++ ++++
+++
c + + +
++ ++
IE
UBB
++ -
++
+ICBO+ +
b
发射结电压
正向 反向 正向 反向
集电结电压
反向 反向 正向 正向
判断截止状态时的引脚
NPN型 c
b
e UC>UE≥UB
PNP型 c
b
e UC<UE≤UB
对一般的NPN管电路： UC=+UCC，UE=0V，UB≤0V UCE=+UCC 对一般的PNP管电路： UC= -UCC，UE=0V，UB≥0V UCE= -UCC
IC IB
• 三极管的电流放大条 件
• 内部：发射区高掺杂， 基区很薄，集电结面 积大
• 外部：发射结正偏， 集电结反偏
三极管的 电流放大条件
内部：发射区高掺杂， 基区很薄，集电结面 积大
外部：发射结正偏，集 电结反偏
发射结正偏
集电结反偏
外电场方向
NP
N
++++
e ++++ ++++
+++
c + + +
++++ -
++++
+++
b
UBB RB UCC RC
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
1、大量电子N2通过很 薄1、的发射基区极的被电子集大电量极地扩吸散注 收入忽到略，基。少区量，基电区子空穴N的1在扩基散可 极与空穴复合。N2和 N2、1的电子比扩例散由的同三时极，在管基内区将 部与空结穴构相决遇产定生。复合在。不由考于基 虑区薄空，IC穴因BO浓此时度，低复：，合且的基电区子做是得极很 少 数。 IC/IB=N2/N1=β 2、以上公式是右方电 路3扩、散满绝到大足集多发电数结射到处基结，区并正的在偏电集子、电均结能 集电场电作结用反下到偏达时集电得区到。的，
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. 工作于截止状态的半导体三极管
按使用频率分： 低频管、高频管 按功率分： 小功率管 < 500 mW 中功率管 0.5 1 W 大功率管 > 1 W
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：
工作状态
放大 截止 饱和 倒置
发射结电压
正向 反向 正向 反向
集电结电压
反向 反向 正向 正向
1. 工作于放大状态的半导体三极管
IB RB UCC
IC RC
电流分配关系
IC
I E ICBO0
IC
I E
IC
I B ICBO0
IC
I B
＝1＋
＝1－
IE IC IB
IC IB 1 ICBO IB ICEO IB
电压分配关系
UCE=UCC-IC*Rc≈UCC-βIB*Rc
UBE正向导通: 硅管大约0.7V 锗管大约0.2V
三极管的放大原理归结为：
内部机制：发射区高掺杂，基区很薄，集电结面积大
外部条件：发射结正偏，集电结反偏
载流子传输：
发射区向基区提供载流子 基区传送和控制载流子
很小的IB控制 IC
集电区收集载流子
工作状态
放大 截止 饱和 倒置
发射结电压
正向 Байду номын сангаас向 正向 反向
集电结电压
反向 反向 正向 正向
• 由放大状态进入截止状态 的临界情况是发射结电压 为零，此时基区的反向电 流分别流入发射极和集电 极。
3. 工作于饱和状态的半导体三极管
工作状态
放大 截止 饱和 倒置
发射结电压 集电结电压
正向
反向
反向三时极 的管管饱压和降 反向
4. 工作于倒置状态的半导体三极管
工作状态
放大 截止 饱和 倒置
发射结电压
正向 反向 正向 反向
集电结电压
反向 反向 正向 正向
• 放由电大于区内 掺部 杂结 的构 浓原度因低，，集正
倒置
偏的集电区不能提供大
量的电子发射，发射结
也不能有效收集电子，
所以倒置状态电流放大
倍数很小，不采用。
三极管状态判断小结
1.3.1 概述
半导体三极管，又称为双极结型晶体管（BJT）
b
基极
集电极
c
集电结 N
P
N
发射结
e
发射极
NPN型 c
b
PNP型 c
b
e
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：
硅管、锗管 按结构和材料 NPN、 PNP 共有4种组合
1.以电压判断三极管工作状态
工作状态
放大 截止 饱和 倒置
发射结电压
正向 反向 正向 反向
集电结电压
反向 反向 正向 正向
判断放大状态时的引脚
NPN型 c
b
e UC>UB>UE
PNP型 c
b
e UC<UB<UE
UBE正向导通,压降： 硅管大约0.7V 锗管大约0.2V
三极管状态判断小结
工作状态
放大 截止 饱和 倒置
工作状态
放大 截止 饱和 倒置
三极管状态判断小结
发射结电压
正向 反向 正向 反向
三极管状态判断小结
工作状态
放大 截止 饱和 倒置
发射结电压
正向 反向 正向 反向
集电结电压
反向 反向 正向 判断饱和状态时的引脚 正向
NPN型 c
b
e UC≤UB>UE
PNP型 c
b
e UC≥UB<UE
UBE正向导通: 硅管约0.7V, 锗管大约0.2V
饱和时三极管的管压被称作为
UCES，UCES范围： 硅管约0.7V~0V, 锗管约0.2V~0V
正向UCE被称作 正向 反向为饱三 和极压管降的 正向
UCES
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
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。，
压无关的反向饱和电流。
发射结正偏
集电结反偏
外电场方向
NP
N
++++
e ++++ ++++
+++
c + + +
++ ++
IE
UBB
++ -
++
+ICBO+ +
b
发射结电压
正向 反向 正向 反向
集电结电压
反向 反向 正向 正向
判断截止状态时的引脚
NPN型 c
b
e UC>UE≥UB
PNP型 c
b
e UC<UE≤UB
对一般的NPN管电路： UC=+UCC，UE=0V，UB≤0V UCE=+UCC 对一般的PNP管电路： UC= -UCC，UE=0V，UB≥0V UCE= -UCC
IC IB
• 三极管的电流放大条 件
• 内部：发射区高掺杂， 基区很薄，集电结面 积大
• 外部：发射结正偏， 集电结反偏
三极管的 电流放大条件
内部：发射区高掺杂， 基区很薄，集电结面 积大
外部：发射结正偏，集 电结反偏
发射结正偏
集电结反偏
外电场方向
NP
N
++++
e ++++ ++++
+++
c + + +
++++ -
++++
+++
b
UBB RB UCC RC
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
1、大量电子N2通过很 薄1、的发射基区极的被电子集大电量极地扩吸散注 收入忽到略，基。少区量，基电区子空穴N的1在扩基散可 极与空穴复合。N2和 N2、1的电子比扩例散由的同三时极，在管基内区将 部与空结穴构相决遇产定生。复合在。不由考于基 虑区薄空，IC穴因BO浓此时度，低复：，合且的基电区子做是得极很 少 数。 IC/IB=N2/N1=β 2、以上公式是右方电 路3扩、散满绝到大足集多发电数结射到处基结，区并正的在偏电集子、电均结能 集电场电作结用反下到偏达时集电得区到。的，
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. 工作于截止状态的半导体三极管
按使用频率分： 低频管、高频管 按功率分： 小功率管 < 500 mW 中功率管 0.5 1 W 大功率管 > 1 W
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：
工作状态
放大 截止 饱和 倒置
发射结电压
正向 反向 正向 反向
集电结电压
反向 反向 正向 正向
1. 工作于放大状态的半导体三极管
IB RB UCC
IC RC
电流分配关系
IC
I E ICBO0
IC
I E
IC
I B ICBO0
IC
I B
＝1＋
＝1－
IE IC IB
IC IB 1 ICBO IB ICEO IB
电压分配关系
UCE=UCC-IC*Rc≈UCC-βIB*Rc
UBE正向导通: 硅管大约0.7V 锗管大约0.2V
三极管的放大原理归结为：
内部机制：发射区高掺杂，基区很薄，集电结面积大
外部条件：发射结正偏，集电结反偏
载流子传输：
发射区向基区提供载流子 基区传送和控制载流子
很小的IB控制 IC
集电区收集载流子
工作状态
放大 截止 饱和 倒置
发射结电压
正向 Байду номын сангаас向 正向 反向
集电结电压
反向 反向 正向 正向
• 由放大状态进入截止状态 的临界情况是发射结电压 为零，此时基区的反向电 流分别流入发射极和集电 极。
3. 工作于饱和状态的半导体三极管
工作状态
放大 截止 饱和 倒置
发射结电压 集电结电压
正向
反向
反向三时极 的管管饱压和降 反向