半导体三极管讲解
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
三级管电路工作原理及详解
三级管电路工作原理及详解一、引言三极管是一种常用的半导体器件，广泛应用于各种电路中。
它具有放大信号、开关控制和稳压等特性，是现代电子设备中不可或缺的元件之一。
本文将深入探讨三极管电路的工作原理和详解，以帮助读者更好地理解和应用三极管。
二、三极管基本概述三极管是由三个不同掺杂的半导体材料组成，常用的有NPN型和PNP型两种。
其中，NPN型三极管中央是N型半导体，两侧是P型半导体；PNP型三极管中央是P型半导体，两侧是N型半导体。
三极管的结构决定了它具有双向导通的特点。
三、三极管的工作原理3.1 NPN型三极管工作原理1.充电过程：–基极与发射极之间施加正向电压。
–发射极和基极之间形成正向偏压。
–发射极注入少量电子到基区。
2.放电过程：–基极电压接近零。
–发射区的少数载流子都陷于基区。
–收集区电流几乎是零。
3.放大过程：–基极电压逆向偏置。
–发射极和基极之间形成反向偏压。
–基极电流引起发射极电流的增加，形成放大效应。
3.2 PNP型三极管工作原理1.充电过程：–基极与发射极之间施加负向电压。
–发射极和基极之间形成负向偏压。
–发射极抽取少量电子从基区。
2.放电过程：–基极电压接近零。
–发射区的少数载流子都陷于基区。
–收集区电流几乎是零。
3.放大过程：–基极电压逆向偏置。
–发射极与基极之间形成反向偏压。
–基极电流引起发射极电流的减小，形成放大效应。
四、三极管的应用三极管由于其特性，在电子电路中有广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景： 1. 放大器：使用三极管可以放大微弱的信号，使之变得可用于其他电路。
2. 开关控制：三极管可以作为开关，控制电路的通断。
3. 稳压器：利用三极管的特性，可以设计稳压电路，保持输出电压的稳定性。
4. 正弦波发生器：三极管可以用于正弦波发生器的设计，产生各种频率的信号。
五、三极管的优缺点5.1 优点•体积小、重量轻，便于集成和组装。
•功耗低，效率高。
•放大范围宽，稳定性好。
半导体三极管及放大电路基础知识讲解
半导体三极管及放大电路基础知识讲解第一节学习要求第二节半导体三极管第三节共射极放大电路第四节图解分析法第五节小信号模型分析法第六节放大电路的工作点稳固问题第七节共集电极电路第八节放大电路的频率响应概述第九节本章小结第一节学习要求〔1〕把握差不多放大电路的两种差不多分析方法--图解法与微变等效电路法。
会用图解法分析电路参数对电路静态工作点的阻碍和分析波形失真等；会用微变等效电路法估算电压增益、电路输入、输出阻抗等动态指标。
〔2〕熟悉差不多放大电路的三种组态及特点；把握工作点稳固电路的工作原理。
〔3〕把握频率响应的概念。
了解共发射极电路频率特性的分析方法和上、下限截止频率的概念。
第二节半导体三极管〔BJT〕BJT是通过一定的工艺，将两个PN结结合在一起的器件，由于PN结之间的相互阻碍，使BJT表现出不同于单个 PN结的特性而具有电流放大，从而使PN结的应用发生了质的飞跃。
本节将围绕BJT什么缘故具有电流放大作用那个核心问题，讨论BJT的结构、内部载流子的运动过程以及它的特性曲线和参数。
一、BJT的结构简介BJT又常称为晶体管，它的种类专门多。
按照频率分，有高频管、低频管；按照功率分，有小、中、大功率管；按照半导体材料分，有硅管、锗管；依照结构不同，又可分成NPN型和PNP型等等。
但从它们的外形来看，BJT 都有三个电极，如图3.1所示。
图3.1是NPN型BJT的示意图。
它是由两个 PN结的三层半导体制成的。
中间是一块专门薄的P型半导体(几微米~几十微米)，两边各为一块N型半导体。
从三块半导体上各自接出的一根引线确实是BJT的三个电极，它们分别叫做发射极e、基极b和集电极c，对应的每块半导体称为发射区、基区和集电区。
尽管发射区和集电区差不多上N型半导体，然而发射区比集电区掺的杂质多。
在几何尺寸上，集电区的面积比发射区的大，这从图3.1也可看到，因此它们并不是对称的。
二、BJT的电流分配与放大作用1、BJT内部载流子的传输过程BJT工作于放大状态的差不多条件：发射结正偏、集电结反偏。
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
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(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。
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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
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。
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PPT教学讲义
收集 载流
基区的少数载流子——ICBO
子
VBB
VCC
电流分配与控制 IE= IEN+ IEP 且有IEN>>IEP IEN=ICN+ IBN 且有ICN>>IBN IC=ICN+ ICBO
IB=IEP+ IBN－ICBO
IE =IC+IB
VBB
VCC
电流分配与控制
• 使晶体管具有电流分配与控制能力的两个重要条件
– ③集电结对非平衡载流子的收集作用漂移为主
4.1.3 三极管各电极的电流关系
集电极电流IC和发射极电流IE之间的关系定义:
ICN/IE
称为共基极直流电流放大系数。
表示集电极收集到的电子电流ICN与总发射极电流IE的比
值。ICN与IE相比，因ICN中没有IEP和IBN，所以 的值小
于1, 但接近1，一般为0.98~0.999 。
BJT 结构
从外表上看两个N区,或两个P区是对称的,实际上: 发射区的掺杂浓度大,发射载流子 集电区掺杂浓度低,且集电结面积大,收集载流子 基区得很薄,控制载流子分配,其厚度一般在几个微米至几十
个微米.
+
BJT的三种组态
CB Common Base ：共基极,基 极为公共电极
CE Common Emitter ：共发射极, 发射极为公共电极
强,IC增大. JC和JE都正偏, VCES约等于0.3V,
ic VCE=VBE
饱
6和 放
区 4
大
区
2
IC< IB 0
饱和时c、e间电压记为VCES,深 度饱和时VCES约等于0.3V.
截止区
246
常用电子元器件系列知识培训——三极管篇
电子元器件系列知识--三极管晶体三极管的结构和类型晶体三极管，是半导体全然元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。
三极管是在一块半导体基片上制作两个相距特别近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三局部，中间局部是基区，两侧局部是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，如图从三个区引出相应的电极，分不为基极b发射极e和集电极c。
发射区和基区之间的PN结喊发射结，集电区和基区之间的PN结喊集电极。
基区特别薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区"发射"的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里；NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。
发射极箭头向外。
发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。
硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。
三极管的封装形式和管足识不常用三极管的封装形式有金属封装和塑料封装两大类，引足的排列方式具有一定的规律，如图关于小功率金属封装三极管，按图示底视图位置放置，使三个引足构成等腰三角形的顶点上，从左向右依次为ebc；关于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己，三个引足朝下放置，那么从左到右依次为ebc。
目前，国内各种类型的晶体三极管有许多种，管足的排列不尽相同，在使用中不确定管足排列的三极管，必须进行测量确定各管足正确的位置，或查寻晶体管使用手册，明确三极管的特性及相应的技术参数和资料。
晶体三极管的电流放大作用晶体三极管具有电流放大作用，事实上质是三极管能以基极电流微小的变化量来操纵集电极电流较大的变化量。
这是三极管最全然的和最重要的特性。
我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数，用符号“β〞表示。
电流放大倍数关于某一只三极管来讲是一个定值，但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。
晶体三极管的三种工作状态截止状态：当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失往了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称三极管处于截止状态。
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
项目二半导体三极管及其放大电路讲解
IE IC IB
晶体管的电流放大作用 从表5-1中的实验数据还可以看出：I >
C
I， B
而且当调节电位器RP使 引起
I B 有一微小变化时，会
I C较大的变化，这表明基极电流 I B （小电
流）控制着集电极电流
I C（大电流），所以晶体
管是一个电流控制器件，这种现象称为晶体管的
电流放大作用。
U ri i Ii
ri Rb∥ rbe
一般 Rb >> rbe
ri rbe
言，是一个信号源，其内阻即为放大电路的输出电阻 ro 。它
3）输出电阻 ro
放大电路对负载（或后一级放大电路）而
=0）和输出端开路 U 是一个动态电阻。在输入信号短路（ i
，若产生的电 （ RL = ∞）的条件下，在输出端加上电压 U ，则 流为 I U ro I I
用其微变等效电路代替，即得到放大电路的微变等效电路， 如图b所示。
图 共射基本放大电路的等效电路 a）交流通路 b）微变等效电路
（3）交流参数的计算
1）电压放大倍数
Au
放大电路输出电压与输入电压的比值
叫作电压放大倍数，定义为
U Au o Ui
I r U i b be
I ( R // R ) I R U o c L C b L
U i
Rb
Rc
U o
RL
6-4的交流通路如图6-6
所示。 交流通路的作用
图6-6
交流通路
将微弱的输入信号，按一定要求放大后，从输出端输出。
（3）放大原理分析
图7 放大器的电压、电流波形
（4）各元件的作用 1）晶体管V 放大电路的核心，起电流放大作用，反映晶体 管的电流控制作用。 2）直流电源U CC 使晶体管的发射结正偏，集电结反偏，确 保晶体管工作在放大状态。它又是整个放大电路的能量提供者。 3) 集电极电阻 R 将晶体管的集电极电流变换成集电极电压 决定静态基极电流的大小。也称偏置
3 三极管
0 0 0.02 0.7 0.03 1.11 0.04 1.48 0.06 2.75 0.08 2.8 0.1 3.5 0.12 3.6 0.14 3.6
IE/mA
0
0.72
1.14
1.52
2.82
2.88
3.6
3.72
3.74
（2）观察与分析IB 、IC、两者之间的电流关系? 实验表明： 放大状态
在三极管型号命名方法中，涉及到材料、 结构、功率等(P126) 如3DG6、2DW7
(a) 小功率管 (b) 小功率管 (c) 大功率管 (d) 中功率管
常用三极管引脚按一定顺序排列，例 如C90系列的三极管，平面朝向自己时， 从左到右分别是ebc排列
三、半导体三极管分类
(1) 按材料 Si管 Ge管
(2) 按排列顺序
NPN管
PNP管
(3) 按功率： 小、大、中功率管 (4) 按工作频率 ： 低频管、高频管 (5) 按用途分： 普通放大三极管、开关三极管
• 集电区c掺杂浓度低于发射区，且面积大；
这些特点使BJT不同于 两个单独的PN结，而呈 现出极间电流放大作用。
二、半导体三极管的电流分配和放大原理 实验电路接线图
输出 回路
输入 回路
三极管电流关系的一组典型实验数据
IB/mA IC/mA
0 0 0.02 0.7 0.03 1.11 0.04 1.48 0.06 2.75 0.08 2.8 0.1 3.5 0.12 3.6 0.14 3.6
三种工作状态的应用
在模拟电路中，BJT工作在放大区；（线性放大小 信号） 在数字电路中，BJT工作在截止区、饱和区（做 数字开关）。
数字开关：
三极管基础知识
三极管基础知识一、三极管的定义和作用三极管是一种半导体器件，也是电子工程中最常用的元件之一。
它由三个区域组成：P型区、N型区和P型区，分别称为发射极、基极和集电极。
三极管的主要作用是放大电流或控制电流，可以用于放大信号、开关电路等方面。
二、三极管的结构1. PNP型三极管PNP型三极管由两个N型半导体夹着一个P型半导体而成。
其中，N 型半导体称为发射区，P型半导体称为基区，另一个N型半导体称为集电区。
2. NPN型三极管NPN型三极管则与PNP型相反，由两个P型半导体夹着一个N型半导体而成。
其中，P型半导体称为发射区，N型半导体称为基区，另一个P型半导体称为集电区。
三、三极管的工作原理1. PNP型三极管工作原理当外加正向偏压时，发射结变窄并形成空穴少子浓度梯度，在这个梯度下空穴从基端向发射端扩散。
同时，由于集电区与发射区间的空间电荷区，使得集电区的少子浓度增加，形成一个反向偏压。
这个反向偏压越大，集电区的少子浓度就越高。
因此，当基极与发射极之间的电压增加时，会导致发射端的空穴扩散到集电端，从而导致集电电流增加。
2. NPN型三极管工作原理当外加正向偏压时，基结变窄并形成电子少子浓度梯度，在这个梯度下电子从发射端向基端扩散。
同时，由于集电区与发射区间的空间电荷区，使得集电区的少子浓度增加，形成一个反向偏压。
这个反向偏压越大，集电区的少子浓度就越高。
因此，当基极与发射极之间的电压增加时，会导致发射端的电子扩散到集电端，从而导致集电电流增加。
四、三极管参数1. 三极管放大系数三极管放大系数指输入信号和输出信号之比。
对于PNP型三极管来说，在其正常工作状态下该系数一般在0.95至0.99之间，对于NPN型三极管来说，该系数一般在100至300之间。
2. 最大集电电流最大集电电流指三极管在正常工作状态下能够承受的最大电流。
对于不同型号的三极管来说，其最大集电电流也不同。
3. 最大耗散功率最大耗散功率指三极管能够承受的最大功率。
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。
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。
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
模拟电子技术三极管详解
第 2 章 半导体三极管
2) uDS 对 iD的影响(uGS > UGS(th))
MOS工作原理
DS 间的电位差使 沟 道 呈 楔 形 ， uDS ， 靠近漏极端的沟道厚
度变薄。
预夹断(UGD = UGS(th))：漏极附近反型层消失。 预夹断发生之前： uDS iD。
第2章
半导体三极管
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
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 晶体三极管的主要参数
第 2 章 半导体三极管
第 2 章 半导体三极管
二、耗尽型 N 沟道 MOSFET
Sio2 绝缘层中掺入正离子
D 在 uGS = 0 时已形成沟道；
B 在 DS 间加正电压时形成 iD，
G S
uGS UGS(off) 时，全夹断。
iD /mA
2V
0V
2V
uGS = 4 V
O
uDS /V
输出特性
当 uGS UGS(off) 时，
O
iiiBBB===
00 0uCE
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
4 iC / mA
1. 共发射极电流放大系数
3
— 直流电流放大系数
Q
II23CB.40NN5110II0CB63AA
IC8B2O ICBO
IC IB
2 1
— 交流电流放大系数
三极管及MOS管的讲解.
特性曲线将向右略微移动一图些02.05 共放射极接法输入特性曲线
。但UCE再增加时，曲线右移
2、输出特性曲线
输出特性曲线—— IC＝f〔UCE〕 I B＝常数
共放射极接法的输出特性曲线如图02.06所示， 它是以IB为参变量的一族特性曲线。输出特性曲 线可以分为三个区域。现以其中任何一条加以说 明，当UCE =0 V时，因集电极无收集作用， IC=0。当UCE微微增大时，放射结虽处于正向 电压之下，但集电结反偏电压〔UCB =UCE— UBE〕很小，收集电子的力量很弱，IC主要由 UCE打算，此区域称为饱和区。当UCE增加到 使集电结反偏电压较大时，运动到集电结的电子 根本上都可以被集电区收集，此后UCE再增加， 电流也没有明显的增加，特性曲线进入与UCE轴 根本平行的区域 (这与输入特性曲线随UCE增大 而右移的缘由是全都的) ，此区域称为放大区。
图02.06 共放射极接法输出特性曲线
〔1〕截止区——IC接近零的区域，相当IB=0的 曲线的下方。此时，放射结反偏，集电结反偏。
〔2〕放大区——IC平行于UCE轴的区域，曲线 根本平行等距。此时，放射结正偏，集电结反偏。
实际上，大约在UCE>1V和IB>0的区域是输出特 性曲线族上的放大区。此区为放大电路中晶体管 应处的工作区域。
1、晶体管中载流子的移动 双极型半导体三极管在工作时肯定要加上适当的
直流偏置电压。假设在放大工作状态：放射结加 正向电压，集电结加反向电压。现以 NPN型三 极管的放大状态为例，来说明三极管内部的电流 关系， 见图02.02。
图02.02 双极型三极管的电流传输关系
1〕放射区向基区放射电子 放射结加正偏时，从放射区将有大量的电子向基区集中，
放大区与饱和区的分界限集电结零偏〔UCE =UBE〕时 对应曲线。
三极管工作原理全总结
三极管工作原理全总结三极管（又称晶体管）是一种电子器件，由n型和p型半导体材料构成，常用于放大电路、开关电路和逻辑电路中。
三极管主要由三个区域组成：发射区（Emitter）、基区（Base）和集电区（Collector）。
发射区和集电区分别为n型半导体，而基区为p型半导体。
其中，发射区和基区之间的结为发射结，基区和集电区之间的结为集电结。
三极管的工作原理涉及到两个重要的区域：正向活性区和反向截止区。
1. 正向活性区：当发射结正向偏置时，即正极连接到发射区，负极连接到基区，发射结就会处于正向偏置。
此时，半导体中的电子会从发射区注入到基区，而空穴会从基区流入发射区。
在基区与发射区之间，电子和空穴重新结合，形成电子空穴对。
这些电子空穴对的数量与电流成正比。
即发射区中的电流由负向正流动。
2. 反向截止区：当集电结反向偏置时，即正极连接到集电区，负极连接到基区，集电结就会处于反向偏置。
此时，基区与集电区之间形成一个反向电场，阻碍电子和空穴的移动。
电子无法通过集电结流入集电区，而空穴也无法从集电区流入基区。
此时，集电区中的电流基本上为零。
三极管的工作可以通过控制基区的电流来实现。
当基区的电流较小时，发射区注入的电子数量有限，因此集电区中的电流较小。
当基区的电流增加时，发射区注入的电子数量也增加，进而导致集电区中的电流增加。
总结起来，三极管的工作原理是利用正向偏置使电流从发射区注入基区，从而控制集电区中的电流。
基区电流的变化可以线性地放大集电区电流。
这样，三极管可以用作放大器，将弱信号放大为较大的信号。
同时，三极管还可以用作开关。
当基区的电流很小，接近零时，三极管处于截止状态，集电区的电流非常小。
当基区的电流增加到一定程度，三极管会进入饱和状态，集电区的电流会迅速增大。
因此，三极管可以通过控制基区的电流来控制开关电路的通断。
此外，三极管还可以用作逻辑电路。
通过控制输入电压，可以控制三极管的开关状态，从而实现逻辑运算。
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进入P区的RB电子 少 空穴部复分合与V，基BB形区成的
I EN
E
电流IBN ，多数 扩散到集电结。
集电结反偏， 有少子形成的
反向电流ICBO。B
RB
VBB
C
I ICBO CN N
P
IBE
N
I EN
E
从基区扩 散来的电 子作为集 电结的少
子，漂V移CC
进入集电 结而被收 集，形成 ICN。
IC=ICN+ICBO ICN C
于哪个区？
IB B C
RC
VCE
RB VBE E
VBB
VCC
ICS临界饱和电流：
ICS
VCC VCES RC
VCC RC
12 2mA 6
当VBB =-2V时： IB=0 ， IC=0 Q位于截止区
例：
IC
=50， VCC =12V，
RB =70k， RC =6k 当VBB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位
60A 40A
20A IB=0 9 12 vCE(V)
4
（NPN）
VBE <0.7V 3
（PNP）
VBE >-0.7V
2
iC(mA )
此1区00域A中 :
ivBB=E80<0,i死CA=区IC电EO, 压，60称A为截 止区40。A
1
20A
iB=0
3 6 9 12 vCE(V)
共射输出特性演示
输出特性三个区域的特点:
I CEO (1 )I CBO
1
注意: 1、只有三极管工作在放大模 式，上述基本关系式才成立
2、上述电流分配基本关系式与 组态无关
3、在一定的电流范围内，与
为间成常线数性，控则制IC与关I系E，。IC与IB之
三、特性曲线（共射电路）
输入特性曲线
输出特性曲线
iB
b
+
i B f (v BE ) |vCE 常 数
三种连接方式
共发射极接法、共集电极接法、共基极接法
IB B
E
IC C
E
IB B
C
IE
IE
IC C
EE
CB
B
无论哪种连接方式，要使BJT有放大作用，都必须 保证发射结正偏、集电结反偏，其内部的载流子传 输过程相同。
电流传输方程
IC IB ICN ICBO IBN ICBO ICN IBN IE
于哪个区？ VBB =2V时：
IB B C
RC
VCE
RB VBE E
VBB
VCC
IB
VBB VBE RB
2 0.7 70
0.019mA
IC IB 50 0.019mA 0.95mA
IC< ICS (2mA) ， Q位于放大区。
例： =50， VCC =12V，
RB =70k， RC =6k 当VBB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位
于哪个区？
IC
IB B C
RC
VCE
RB VBE E
VCC
VBB
VBB =5V时:
IB
VBB VBE RB
5 0.7 70
0.061mA
IC IB 50 0.061mA 3.05mA
IC> ICS(2 mA)， Q位于饱和区。(实际上，此时IC和
IB 已不是的关系）
四、主要参数
1. 电流放大倍数
vCE 1V
若忽略vCE的影 响，三极管的
输入端可近似
用二极管表示
40
工作压降：
20
硅管vBE0.6~0.7V
0.4 0.8
vBE(V)
锗管vBE0.2~0.3V
2.输出特性曲线 iC f (vCE ) |iB 常数
此区域满4 足IC=IB 称为线性3 区（放大 区）。 2
iC(mA )
当VCE大于一 定的1数00值A时， IC只与IB有关， IC=8I0B。A
(1) 放大区：发射结正偏，集电结反偏。
即： iC=iB , 且 IC = IB
(2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。
即：vCEvBE ， iB>iC，vCES0.3V
(3) 截止区： vBE< 死区电压， iB=0 ， iC=ICEO 0
例：
IC
=50， VCC =12V，
RB =70k， RC =6k 当VBB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位
vB_E
e
iC f (vCE ) |iB 常 数
iC c
+
vCE
_
e
IB
A
RB
V VBE
IC mA
VCC V VCE
VBB
实验线路
1.输入特性曲线 iB f (v BE ) |vCE 常 数
vCE =0.3V vCE=0V
IB(A)
80
60
结论：三极管输入特性与 二极管相似,但vCE增大时， 曲线略向右移
集电区： 面积较大
B
基极
C 集电极
N P N
E
发射极
基区：较薄， 掺杂浓度低
发射区：掺 杂浓度较高
C 集电极
集电结
N
B
P
基极
N
发射结
E
发射极
二、 电流放大原理
基区空穴
C
向发射区
发射结正偏，
的扩散电
发射区电子
流IEP可 忽略。
B
I I EP
BN
N 不断向基区
扩散，形成
P 发射V结C电C 子 N 扩散电流IEN。
IB=IBN-ICBOIBN B IB
RB VBB
I ICBO CN N
P
IBN
N
I EN
E IE
VCC
IE IEN IBN ICN
内部载流子传输过程演示
电路符号
NPN C
IB
IC
B
IE
箭头方向表 示发射结加
E
正偏时的实
际电流方向
PNP C
IB
IC
B IE
E
晶体三极管又称双极性器件，是电流控制型 器件，其主要作用是放大电信号。
共射直流电流放大倍数：
IC
IB
共基极直流电流放大倍数:
___
ICBiblioteka IE工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流
上的交流信号。基极电流的变化量为IB，相应的集 电极电流变化为IC，则交流电流放大倍数为：
IC IB
一般可以认为
共基极交流电流放大系数定义为：
IC IE
1
2.集-基极反向截止电流ICBO
ICN与IBN之比称为共射直流电流放大倍数
ICN IC ICBO IC
IBN IB ICBO I B
ICN与IE之比称为共基极直流电流放大倍数
ICN
IE
a
1 a
因 ≈1, 所以 >>1
电流传输方程
IE IC IB
I C aI E I CBO
I C I B I CEO
60A
40A
1
（NPN）
VBE 0.7V VCE >0.3V
（PNP） 3
VBE - 0.7V VCE <-0.3V
20A IB=0
6 9 12 vCE(V)
4
（NPN） 3
VBE 0.7V
VCE <0.3V 2
（PNP）
VBE -0.7V 1
VCE >-0.3V
iC(mA ) 36
此区域中vCEvBE, 集电结正偏， iB>iC，1v0C0E0A.3V 称为饱和80区A。