2.半导体三极管
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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。
《电工2》复习资料2012.07一、填空题1.PN结具有单向导电特性。加正
《电工2》复习资料2012.07一、填空题1.PN结具有单向导电特性。
加正向电压时导通，其正向电阻较小；加反向电压时截止，其反向电阻很大。
2.半导体三极管按照结构不同可分为 NPN型和 PNP型两种类型，按照所用材料不同可分为硅管和锗管两种类型。
3. 通常根据三极管的工作状态不同，可以把输出特性曲线划分为截止、放大和饱和三个区域。
4.测得在放大状态的三极管的三个管脚电位分别是15.5v、6v、6.7v，试确定15.5v对应的是集电极，6v对应的是发射极，6.7v对应的是基极；该三极管类型是 NPN型。
5.测得在放大状态的三极管的三个管脚电位分别是2.5v、3.2v、9v，试确定2.5v对应的是发射极，3.2v对应的是基极，9v对应的是集电极；该三极管类型是 NPN型。
6.测得在放大状态的三极管的三个管脚电位分别是-0.7v、-1v、-6v，试确定-0.7v对应的是发射极，-1v对应的是基极，-6v对应的是集电极；该三极管类型是 PNP型。
7.当半导体三极管处于截止状态时的条件是：发射结反偏，集电结反偏；如处于放大状态时的条件是：发射结正偏，集电结反偏；如处于饱和状态时的条件是：发射结正偏，集电结正偏。
8.多级放大电路中常用的极间耦合方式有阻容耦合、直接耦合、变压器耦合三种方式。
9.电压串联负反馈具有输入电阻大、输出电阻小、输出电压稳定等特点；电压并联负反馈具有输入电阻小、输出电阻小、输出电压稳定等特点；电流串联负反馈具有输入电阻大、输出电阻大、输出电流稳定等特点；电流并联负反馈具有输入电阻小、输出电阻大、输出电流稳定等特点。
10.直流稳压电源是由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成的。
11.在滤波电路中通常把电容滤波器和电感滤波器结合起来构成LC滤波器。
12.放大电路的非线性失真有饱和失真和截止失真两种情形。
13.（59）10＝（111011）2＝（3B）1614.（11011 ）2=（ 1B ）16=（ 33 ）815. （123 ）10=（ 1111011）2=（ 173 ）8二、计算题1. 共射极放大电路（或者分压式共射极偏置电路或者射极输出器）（1） 画出它的直流通路；（2） 求静态工作点；（3） 画出微变等效电路；（4） 计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。
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
半导体器件
+
COM
BUZZ 2.5 25 250 BATT DC mA
+
红表笔
2
1
3 4
红表笔
【练习五】 1、用万用表测量指定二极管的正向和反向电 阻，判断其是硅还是锗材料的，判断正极和负极。
2、使用数字式万用表和指针式万用表的电阻 挡进行判别给定桥式整流器引脚和的好坏。 3、用万用表测量指定稳压二极管，粗略判断 其稳压值。
一、普通二极管
把一块P型和一块N型半导体结合在一起构成 PN结，也就成为半导体二极管的基本结构，分别 引出正极和负极电极就成了一个二极管。
+ + P N P N + -
二极管的符号
+
-
二极管的符号如上图所示；正极也称阳极， 可用字母A表示,负极也称阴极，用字母K表示。
-
+
Hale Waihona Puke 1、普通二极管的类型 二极管主要有硅和锗两种类型，硅二极管的 漏电电流小、反向击穿电压高，但正向压降也高， 约为0.7V。锗二极管的漏电电流相对较大、反向 击穿电压较低，但正向压降小约为0.2V。 二极管结构有点接触型和面接触型的两种， 点接触型二极管的PN结面积很小，只能承受较小 的电流，但能在高频电路中工作，适用于检波、 调制和各种开关电路。面接触型二极管具有电流 大，但结电容较大，适用于低频交流电的整流， 不适用于高频电路。
② 发光二极管的外形和符号 常见的发光二极管的外形有直径2、3、5(mm) 圆形的和2×5(mm)长方型的，发光二极管也具有单 向导电的性质，只有加上正向电压才会发光。 发光二极管符号如下图。通常发光二极管用来 做电路工作的指示，它比小灯泡的效率高得多，而 且寿命也长得多。
第二章半导体三极管与分立元件放大电路
IE=IB+IC
IC IB
IE(1)IB
三、三极管的电流放大作用
（1）三极管的电流放大作用就是基极电流IB的微小变化控 制了集电极电流IC较大的变化。
（2）三极管放大电流时，被放大的IC是由电源VCC提供 的，并不是三极管自身生成的，放大的实质是小信号对大信 号的控制作用。
（3）三极管是一种电流控制器件。
UB
Rb 2V CC Rb1 Rb2
若电路满足I1≥（5~10）IB，UB≥（5~10）UBE由上式可知， UB由Rb1、Rb2分压而定，与温度变化基本无关。
如果温度升高使IC增大，则IE增大，发射极电位UE=IERe升 高，结果使UBE=UB－UE减小，IB相应减小，从而限制了IC的增 大，使IC基本保持不变。上述稳定工作点的过程可表示为
这个值时，放大性能下降或损坏管子。
（2）反向击穿电压（Reverse breakdown voltage） U(BR)CBO ： 发射极开路时，集电极－基极之间允许施加的最高 反向电压，超过此值，集电结发生反向击穿。 U(BR)EBO ： 集电极开路时，发射极－基极之间允许施加的最高反 向电压。 U(BR)CEO：基极开路时，集电极与发射极之间所能承受的最高反 向电压。为可靠工作，使用时VCC取U(BR)CEO的1/2或2/3。在输出特 性曲线中，iB＝0的曲线开始急剧上翘所对应的电压即为U(BR)CEO ， 其值比U(BR)CBO小。T↑，U(BR)↓。
图（b）的电路，由于C1的隔断直流作用，VCC不能通过Rb 使管子的发射结正偏即发射结零偏，因此三极管不工作在放大 区，无放大作用。
2.2.4 共射基本电路的静态工作点
一般，三极管的UBE可视为已知量，硅管│UBE│取0.7V， 锗管│UBE│取0.2V，VCC>>UBE。
IC IB
IE(1)IB
三、三极管的电流放大作用
（1）三极管的电流放大作用就是基极电流IB的微小变化控 制了集电极电流IC较大的变化。
（2）三极管放大电流时，被放大的IC是由电源VCC提供 的，并不是三极管自身生成的，放大的实质是小信号对大信 号的控制作用。
（3）三极管是一种电流控制器件。
UB
Rb 2V CC Rb1 Rb2
若电路满足I1≥（5~10）IB，UB≥（5~10）UBE由上式可知， UB由Rb1、Rb2分压而定，与温度变化基本无关。
如果温度升高使IC增大，则IE增大，发射极电位UE=IERe升 高，结果使UBE=UB－UE减小，IB相应减小，从而限制了IC的增 大，使IC基本保持不变。上述稳定工作点的过程可表示为
这个值时，放大性能下降或损坏管子。
（2）反向击穿电压（Reverse breakdown voltage） U(BR)CBO ： 发射极开路时，集电极－基极之间允许施加的最高 反向电压，超过此值，集电结发生反向击穿。 U(BR)EBO ： 集电极开路时，发射极－基极之间允许施加的最高反 向电压。 U(BR)CEO：基极开路时，集电极与发射极之间所能承受的最高反 向电压。为可靠工作，使用时VCC取U(BR)CEO的1/2或2/3。在输出特 性曲线中，iB＝0的曲线开始急剧上翘所对应的电压即为U(BR)CEO ， 其值比U(BR)CBO小。T↑，U(BR)↓。
图（b）的电路，由于C1的隔断直流作用，VCC不能通过Rb 使管子的发射结正偏即发射结零偏，因此三极管不工作在放大 区，无放大作用。
2.2.4 共射基本电路的静态工作点
一般，三极管的UBE可视为已知量，硅管│UBE│取0.7V， 锗管│UBE│取0.2V，VCC>>UBE。
半导体、二级管和三极管概述
PN结加反向电压
PN结加反向电压时， 内建电场被增强，势垒 高度升高，空间电荷区 宽度变宽。这就使得多 子扩散运动很难进行， 扩散电流趋于零；
而少子漂移运动处于优势，形成微小的反向的电流。
流过PN结的反向电流称为反向饱和电流(即IS)， PN结呈现为大电阻。由于IS很小,可忽略不计,所 以该状态称为：PN结反向截止。 总结 PN结加正向电压时，正向扩散电流远大于漂移电 流， PN结导通；PN结加反向电压时，仅有很小的 反向饱和电流IS，考虑到IS≈0，则认为PN结截止。
基区空穴 的扩散
扩散运动形成发射极电流IE，复合运动Байду номын сангаас成基极电 流IB，漂移运动形成集电极电流IC。
电流分配：
IE＝IB＋IC
IE－扩散运动形成的电流 IB－复合运动形成的电流 IC－漂移运动形成的电流
直流电流 放大系数
IC IB
iC iB
交流电流放大系数
I CEO (1 ) I CBO
稳压管的伏安特性
稳压管的主要参数 稳定电压Uz：Uz是在规定电流下稳压管的反向击 穿电压。 稳定电流IZ：它是指稳压管工作在稳压状态时， 稳压管中流过的电流，有最小稳定电流IZmin和最大 稳定电流IZmax之分。
（6）其它类型二极管 发光二极管：在正向导通其正向电流足够大时， 便可发出光，光的颜色与二极管的材料有关。广 泛用于显示电路。
图4 本征半导体中 自由电子和空穴
本征半导体的载流子的浓度 本征激发：半导体在热激发下产生自由电子和空 穴对的现象称为本征激发。 复合：自由电子在运动过程中如果与空穴相遇就 会填补空穴，使两者同时消失。 在一定的温度下，本征激发所产生的自由电子与 空穴对，与复合的自由电子与空穴对数目相等，达 到动态平衡。即在一定温度下本征半导体的浓度是 一定的，并且自由电子与空穴浓度相等。
2章 半导体三极及应用
（2）基极偏置元件： 基极偏置电源VBB和基 极偏置电阻Rb （3）集电极偏置元件： 供电电源VCC和集电极负 载电阻RC
_
C1 +
+
VBB
_
图2-12 基本共射放大电路
（4）耦合电容：输入耦合电容C1和输出耦合电容C2
（1）放大元件三极管VT： 利用其基极电流对 集电极电流的控制 作用，实现信号的 放大。
1
C b CC BB
C2
RL
（4）耦合电容C1和C2：
C1用来隔断放大电路 C + 与信号源之间的直流联系， + C + 又把输入的交流小信号耦合 VT R + 到三极管的发射结上起放大 R 控制作用。C2用来隔断放大 V V _ 电路与负载之间的直流联系，_ 又把放大以后的信号耦合到 图2-12 基本共射放大电路 输出端以供负载利用。 耦合电容一般是容量较大的电解电容,在使用时应注 意其极性。正极接高电位端，负极接低电位端。
1) 三极管开关
+Vcc Rc +Vcc
VD Rb
K
Rb
VT
VT
(a) LED显示驱动电路
(b) 继电器驱动电路
图2-9 三极管开关
2)光敏三极管及光电耦合器
光敏三极管依据光照的强度来控制其工作状态，其结构可 等效为一只光敏二极管与一只三极管相连，并引出集电极与发 射极，如图2-10(a)所示，其符号如图2-10(b)所示。有些光敏三 极管可感受自然光，多数光敏三极管对红外光敏感，常与红外 发光二极管组合在一起，构成光电耦合器，如图2-11所示。
(a)NPN型结构 (b)NPN型符号 (c) PNP型结构 (d) PNP型符号
三极管的结构特点
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
半导体三极管和场效应管(2)
2.37 1.16
1.74
0.983
1.77
2.1.2 三极管的特性曲线
Rc IC ＋
mA
－
Rb
IB
A
＋
＋
UCC
UBB
uBE
V －
V UCE －
图 2 – 6 三极管共发射极特性曲线测试电路
1.
当ＵＣＥ不变时, 输 入回路中的电流ＩＢ与 电压ＵＢＥ之间的关系曲
线称为输入特性, 即
IB / mA
通常用共基极直流电流放大系数衡量上述关系, 用α
来表示, 其定义为
ICn
I Cn
(2-4)
IEn IE
一般三极管的α值为0.97～0.99。将(2-4)式代入(2-1)式, 可
IC ICn ICBO IE ICBO (2-5)
通常ＩＣ>>ＩCBO, 可将ＩＣＢＯ忽略, 由上式可得出
IC
(2-6)
比较平坦的部分, 表示当ＩＢ一定时, ＩＣ的值基本上不随 ＵCE而变化。在这个区域内,当基极电流发生微小的变化量 ΔＩＢ时, 相应的集电极电流将产生较大的变化量ΔＩＣ, 此
时二者的关系为
ΔＩＣ＝βΔＩＢ
该式体现了三极管的电流放大作用。
对于ＮＰＮ三极管, 工作在放大区时ＵＢＥ≥０.７V, 而 ＵＢＣ＜０。
绝缘栅场效应管的图形符号如图2-12（b）、(c)所示，箭头方向 表示沟道类型，箭头指向管内表示为N沟道MOS管(图(b))，否则为P 沟道MOS管(图(c))。
D
S
GD
铝
二氧化硅
(SiO2)
N＋
N＋
B G
S
(b)
D P衬底
B (衬底引线)
1.74
0.983
1.77
2.1.2 三极管的特性曲线
Rc IC ＋
mA
－
Rb
IB
A
＋
＋
UCC
UBB
uBE
V －
V UCE －
图 2 – 6 三极管共发射极特性曲线测试电路
1.
当ＵＣＥ不变时, 输 入回路中的电流ＩＢ与 电压ＵＢＥ之间的关系曲
线称为输入特性, 即
IB / mA
通常用共基极直流电流放大系数衡量上述关系, 用α
来表示, 其定义为
ICn
I Cn
(2-4)
IEn IE
一般三极管的α值为0.97～0.99。将(2-4)式代入(2-1)式, 可
IC ICn ICBO IE ICBO (2-5)
通常ＩＣ>>ＩCBO, 可将ＩＣＢＯ忽略, 由上式可得出
IC
(2-6)
比较平坦的部分, 表示当ＩＢ一定时, ＩＣ的值基本上不随 ＵCE而变化。在这个区域内,当基极电流发生微小的变化量 ΔＩＢ时, 相应的集电极电流将产生较大的变化量ΔＩＣ, 此
时二者的关系为
ΔＩＣ＝βΔＩＢ
该式体现了三极管的电流放大作用。
对于ＮＰＮ三极管, 工作在放大区时ＵＢＥ≥０.７V, 而 ＵＢＣ＜０。
绝缘栅场效应管的图形符号如图2-12（b）、(c)所示，箭头方向 表示沟道类型，箭头指向管内表示为N沟道MOS管(图(b))，否则为P 沟道MOS管(图(c))。
D
S
GD
铝
二氧化硅
(SiO2)
N＋
N＋
B G
S
(b)
D P衬底
B (衬底引线)
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
第2章半导体三极管及其放大电路分解
半导体三极管及其放大电路
c
集电区
基区
N
b
P
发射区
N
e NPN型
集电结 发射结
集电区 基区 b
发射区
(a)
c
P N P e PNP型
集电结 发射结
c b
V
半导体三极管及其放大电路
c
b V
e NPN型
e PNP型
(b)
图2.1 （a）结构示意图;（b）电路符号
半导体三极管及其放大电路
无论是NPN型管还是PNP型管,它们内部均含有三 个区:发射区、基区、集电区。从三个区各引出一个金 属电极分别称为发射极（e）、基极（b）和集电极 （c）;同时在三个区的两个交界处形成两个PN结,发射 区与基区之间形成的PN结称为发射结,集电区与基区之 间形成的PN结称为集电结。三极管的电路符号如图2.1 （b）所示,符号中的箭头方向表示发射结正向偏置时的 电流方向。
IB
O
UBE2 UBE1
uBE
(a)
半导体三极管及其放大电路
iC
200 A
IC ′
150 A
IC
100 A
50 A
0
O
uCE
(b)
图2.9
（a）温度对输入特性的影响;（b）温度对输出特性的影响
半导体三极管及其放大电路
2）温度对ICBO 三极管输出特性曲线随温度升高将向上移动 。 3）温度对β 温度升高,输出特性各条曲线之间的间隔增大。
I I I I I I ,
C
CN
CBO B
BN
CBO
I I (1 )
C
CBO
当ICBO可以忽略时，上式可简化为
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
三极管的分类和作用
------------------------------------------------------------------1.概念:半导体三极管也称双极型晶体管,晶体三极管,简称三极管,是一种电流控制电流的半导体器件.作用:把微弱信号放大成辐值较大的电信号, 也用作无触点开关.2.三极管的分类:a.按材质分: 硅管、锗管b.按结构分: NPN 、 PNPc.按功能分: 开关管、功率管、达林顿管、光敏管等.3.三极管的主要参数:a. 特征频率fT:当f= fT时,三极管完全失去电流放大功能.如果工作频率大于fT,电路将不正常工作.b. 工作电压/电流:用这个参数可以指定该管的电压电流使用范围.c. hFE:电流放大倍数.d. VCEO:集电极发射极反向击穿电压,表示临界饱和时的饱和电压.e. PCM:最大允许耗散功率.f. 封装形式：指定该管的外观形状,如果其它参数都正确，封装不同将导致组件无法在.4.判断基极和三极管的类型:先假设三极管的某极为“基极”,将黑表笔接在假设基极上,再将红表笔依次接到其余两个电极上,若两次测得的电阻都大(约几K到几十K),或者都小(几百至几K),对换表笔重复上述测量,若测得两个阻值相反(都很小或都很大),则可确定假设的基极是正确的,否则另假设一极为“基极”,重复上述测试,以确定基极.当基极确定后,将黑表笔接基极,红表笔笔接基它两极若测得电阻值都很少,则该三极管为NPN,反之为PNP.判断集电极C和发射极E,以NPN为例:把黑表笔接至假充的集电极C,红表笔接到假设的发射极E,并用手捏住B和C极,读出表头所示C,E电阻值,然后将红,黑表笔反接重测.若第一次电阻比第二次小,说明原假设成立.体三极管的结构和类型晶体三极管，是半导体基本元器件之一，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很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，从三个区引出相应的电极，分别为基极b发射极e和集电极c。
半导体二极管三极管基本知识(补充)
(1) 最大整流电流I F 管子长期运行允许通过的最大正向平均电流。
(2) 反向击穿电压VBR
反向电流急剧增加时所加的反向电压。
（参数表中一般规定反向电流所达到的值）
最高反向工作电压一般取击穿电压的一半。 (3) 反向电流I R
管子未发生电击穿时的反向电流。
（参数表中一般规定所应加的反向电压）
23
4.二极管基本电路及其分析方法
2.2 半导体二极管和三极管的开关特性 2.2.1 半导体基本知识 1. 半导体材料
导体：铜，银，铝，铁…… 绝缘体：云母，陶瓷，塑料，橡胶…… 半导体：硅，锗…… 半导体得以广泛应用，是因为其导电性能会随 外界条件的变化而产生很大的变化。
使导电性能产生很大变化的外界条件主要有： 温度：温度上升，电阻率下降。 光照：光照使电阻率降低。 掺杂：掺入少量的杂质，会使电阻率大大降低。
5
4. 杂质半导体 （1） P型半导体
本征激发产生 电子-空穴对。
+4
在本征半导体中掺入微量 3价元素（如硼）形成 。
+4 +3 +4 +4
三价杂质称为 受主杂质。
杂质原子获得一个 电子成为负离子。 硅原子的共价键上 缺少一个电子形成 空穴。
空 穴 -----多数载流子(多子) 自由电子---少数载流子(少子)
一个三价杂质原子产生 一个空穴-负离子对。
6
（2） N型半导体
在本征半导体中掺入少量的 5价元素（如磷）形成。 杂质原子多余的一个价 电子容易挣脱原子核的 束缚变成自由电子。 杂质原子失去一个 电子成为正离子。 一个5价杂质原子产生 一个电子-正离子对。
本征激发：自 由电子-空穴 对
自由电子-----多数载流子 5价杂质-----施主杂质 空 穴 -----少数载流子
(2) 反向击穿电压VBR
反向电流急剧增加时所加的反向电压。
（参数表中一般规定反向电流所达到的值）
最高反向工作电压一般取击穿电压的一半。 (3) 反向电流I R
管子未发生电击穿时的反向电流。
（参数表中一般规定所应加的反向电压）
23
4.二极管基本电路及其分析方法
2.2 半导体二极管和三极管的开关特性 2.2.1 半导体基本知识 1. 半导体材料
导体：铜，银，铝，铁…… 绝缘体：云母，陶瓷，塑料，橡胶…… 半导体：硅，锗…… 半导体得以广泛应用，是因为其导电性能会随 外界条件的变化而产生很大的变化。
使导电性能产生很大变化的外界条件主要有： 温度：温度上升，电阻率下降。 光照：光照使电阻率降低。 掺杂：掺入少量的杂质，会使电阻率大大降低。
5
4. 杂质半导体 （1） P型半导体
本征激发产生 电子-空穴对。
+4
在本征半导体中掺入微量 3价元素（如硼）形成 。
+4 +3 +4 +4
三价杂质称为 受主杂质。
杂质原子获得一个 电子成为负离子。 硅原子的共价键上 缺少一个电子形成 空穴。
空 穴 -----多数载流子(多子) 自由电子---少数载流子(少子)
一个三价杂质原子产生 一个空穴-负离子对。
6
（2） N型半导体
在本征半导体中掺入少量的 5价元素（如磷）形成。 杂质原子多余的一个价 电子容易挣脱原子核的 束缚变成自由电子。 杂质原子失去一个 电子成为正离子。 一个5价杂质原子产生 一个电子-正离子对。
本征激发：自 由电子-空穴 对
自由电子-----多数载流子 5价杂质-----施主杂质 空 穴 -----少数载流子
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第2章 半导体三极管
2.3 半导体三极管电路的基本分析方法
放大电路的分析: 放大电路的分析:(1)静态(直流)分析; 静态(直流)分析; (2)动态(交流)分析. 动态(交流)分析.
1.共射极放大电路电路组成 共射极放大电路电路组成 共射极放大电路
A.核心器件 核心器件BJT 核心器件 B.偏置电路 提供放大外 偏置电路—提供放大外 偏置电路 部条件 C.输入,输出电路—vi 的 输入,输出电路 输入 引入, 引入,vo 引出 D.公共地 各信号电平的 公共地—各信号电平的 公共地 参考点
IC = f (UCE ) I
(1) 放大区
B =常数
输出特性曲线通常分三个工作区: 输出特性曲线通常分三个工作区:
放大区
80A 60A 40A 20A IB=0 12 U (V) CE
在放大区有 IC=β IB ,也 称为线性区,具有恒流特性. 称为线性区,具有恒流特性. 在放大区,发射结处于正 在放大区, 向偏置, 向偏置,集电结处于反向偏 晶体管工作于放大状态. 置,晶体管工作于放大状态.
2,工程近似法 ,
VCC
1K
结论
1, VBB≤0时,三极管截止.iB=0, , 时 三极管截止. iC=0, UCE=VCC,三极管可视为开路. 三极管可视为开路. 2, VBB足够大时,三极管处于饱和 , 足够大时, 导通状态, 导通状态,UCE≈0, iC≈VCC/RC,三极 管可视为短路. 管可视为短路.
第2章 半导体三极管
第2章 半导体三极管
本章要求: 本章要求:
1,了解三极管的基本构造,工作原理和特性 了解三极管的基本构造, 曲线,理解主要参数的意义; 曲线,理解主要参数的意义; 2,了解三极管放大电路的图解分析法;掌握 了解三极管放大电路的图解分析法; 小信号等效电路(微变等效电路)分析法; 小信号等效电路(微变等效电路)分析法; 3,掌握三极管的测试方法.
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第2章 半导体三极管
2.1
双极型半导体三极管
一, 晶体三极管的工作原理 1,结构与符号 ,
块杂质半导体组成2个 结 结构: 有 3块杂质半导体组成 个PN结 块杂质半导体组成 类型: NPN型,PNP型 类型: 型 型
C B IB
集电区
IC NPN型 NPN型
c
VCC
1K
Rc + U CE -
5V
VBB 3V
Rb
115K
iB
+ U BE
iC
图 2. 3.1
(a)
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第2章 半导体三极管
动画
输出回路图解
列输出回路方程:uCE=VCC-iCRc 列输出回路方程: 在输出特性曲线上, 在输出特性曲线上,作出直流负载线 uCE=VCC-iCRc,与IBQ 曲线的交点即为Q点 从而得到V 如图2.3.1(c)所示. 所示. 曲线的交点即为 点,从而得到 CEQ 和ICQ.如图 所示
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第2章 半导体三极管
三,温度对特性曲线的影响
1,温度每增加10°C,ICBO增大一倍.硅管优于锗管. 温度每增加10° 增大一倍.硅管优于锗管. 2,温度每升高 1°C,UBE将减小 (2~2.5)mV, 2.5)mV, 即晶体管具有负温度系数. 即晶体管具有负温度系数. 3,温度每升高 1°C,β 增加 0.5%~1.0%. 0.5%~1.0%.
O
UCE≥1V
正常工作时发射结电压: 正常工作时发射结电压: NPN型硅管 NPN型硅管 UBE ≈ 0.6~0.7V PNP型锗管 PNP型锗管 UBE ≈ 0.2 ~ 0.3V
0.4
0.8
UBE(V)
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第2章 半导体三极管
2, 输出特性曲线
IC(mA ) 4 3 2 1 O 3 6 9 100A
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第2章 半导体三极管
(2)截止区 IB < 0 以下区域为截止区,有 IC ≈ 0 . 以下区域为截止区 截止区, (3)饱和区
100 100A 80 80A 60 60A 40 40A 20 20A IB=0 3 6 9 12 U (V) CE 截止区
动画
在截止区发射结处于反向偏置,集电结处于反向偏置, 在截止区发射结处于反向偏置,集电结处于反向偏置,晶体管工 作于截止状态. 作于截止状态.
Rb
115K
iB
+ U BE
iC
图 2. 3.1 直流通路
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第2章 半导体三极管 (1). 列输入回路方程:UBE =VBB-iBRb ) 列输入回路方程: 在输入特性曲线上, (2).在输入特性曲线上,作直线 UBE =VBB-IBRb ,两线 ) 在输入特性曲线上 的交点即是Q点 得到I 如图2.3.1(b)所示. 所示. 的交点即是 点,得到 BQ.如图 所示
Rc + U CE -
5V
VBB 3V
Rb
115K
iB
+ U BE
iC
图 2. 3.1
(a)
VBB 0.7 IB = Rb I C = βI B
U CE = VCC I C R C
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第2章 半导体三极管
ICE0 较小的情况下,两者数值接近. 较小的情况下,两者数值接近.
ΔC I β =Δ IB
常用晶体管的β 值在20 ~ 200之间. 值在20 200之间 之间.
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第2章 半导体三极管
(2).共基极电流放大系数 共基极电流放大系数
以三极管的基极作为输入回路和输出回路的公共端,称为共 以三极管的基极作为输入回路和输出回路的公共端 称为共 称为 基极电路 直流电流放大倍数
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第2章 半导体三极管 2.2 共射极放大电路
1. 简化电路及习惯画法
共射极基本放大电路
习惯画法
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第2章 半导体三极管
2. 工作原理说明 (1)vi=0 )
vBE
Cb1
ο
t
+ V
CC
Rb
Rc +
Cb2 +
+ vi -
+
vo
-
VCb1 = VBE , VCb2 = VCE
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第2章 半导体三极管
四, 三极管的主要参数 1,电流放大系数 ,
(1). 共发射极电流放大系数,β 共发射极电流放大系数 β 电流放大系数 当晶体管接成发射极电路时, 当晶体管接成发射极电路时, 直流电流放大系数
___
交流电流放大系数
IC β= IB
注意: 注意:β 和β 的含义不同,但在特性曲线近于平行等距并且 的含义不同,
A
IC
mA
b
c
UCE
UBE e
+ –
RB 输入回路 + – EB
EC
输出回路
共发射极电路
发射极是输入回路,输出回路的公共端 发射极是输入回路,
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第2章 半导体三极管
1,输入特性曲线
特点: 特点:非线性
IB = f (UBE) U
CE =常数
IB(A) 80 60 40 20
集电结 N P N
E C B
IE IC PNP型 PNP型
b
发射 结
P N P
基区
发射区
IB E
IE
e
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第2章 半导体三极管
2,放大原理 ◆ 内部条件
集电结
集电极 C N P N E 发射极
基区:最薄, 基区:最薄, 掺杂浓度最低
基极 B
发射结
发射区:掺 发射区: 杂浓度最高
即管子各电极电压与电流的关系曲线, 即管子各电极电压与电流的关系曲线,是管子内部载流子 运动的外部表现,反映了晶体管的性能, 运动的外部表现,反映了晶体管的性能,是分析放大电路的 依据. 依据. 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线
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第2章 半导体三极管
测量晶体管特性的实验线路 IB
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第2章 半导体三极管
3,极限参数 ,
(1). 集电极最大允许电流 ICM
集电极电流 IC上升会导致三极管的β值的下降,当β值下降到正常值 值的下降, 的三分之二时的集电极电流即为 ICM.
(2). 集电极最大允许耗散功耗PCM 集电极最大允许耗散功耗P
PCM取决于三极管允许的温升,消耗功率过大,温升过高会烧坏三 取决于三极管允许的温升,消耗功率过大, 极管. 极管. PC ≤ PCM =IC UCE 硅管允许结温约为150°C,锗管约为7090°C. 管允许结温约为150° 管约为7090°
结论: 结论:
1)三电极电流关系 IE = IB + IC 2) IC >> IB , IC ≈ IE 3) β ≈ IC/IB
把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性 称为晶体管的电流放大作用. 称为晶体管的电流放大作用.
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第2章 半导体三极管
二,晶体三极管的特性曲线
(3). 集-射极反向击穿电压U(BR)CEO 射极反向击穿电压U
当集—射极之间的电压U 超过一定的数值时,三极管就会被击穿. 当集—射极之间的电压UCE 超过一定的数值时,三极管就会被击穿. 手册上给出的数值是25° 基极开路时的击穿电压U 手册上给出的数值是25°C,基极开路时的击穿电压U(BR) CEO.
第2章 半导体三极管
2.3 半导体三极管电路的基本分析方法
放大电路的分析: 放大电路的分析:(1)静态(直流)分析; 静态(直流)分析; (2)动态(交流)分析. 动态(交流)分析.
1.共射极放大电路电路组成 共射极放大电路电路组成 共射极放大电路
A.核心器件 核心器件BJT 核心器件 B.偏置电路 提供放大外 偏置电路—提供放大外 偏置电路 部条件 C.输入,输出电路—vi 的 输入,输出电路 输入 引入, 引入,vo 引出 D.公共地 各信号电平的 公共地—各信号电平的 公共地 参考点
IC = f (UCE ) I
(1) 放大区
B =常数
输出特性曲线通常分三个工作区: 输出特性曲线通常分三个工作区:
放大区
80A 60A 40A 20A IB=0 12 U (V) CE
在放大区有 IC=β IB ,也 称为线性区,具有恒流特性. 称为线性区,具有恒流特性. 在放大区,发射结处于正 在放大区, 向偏置, 向偏置,集电结处于反向偏 晶体管工作于放大状态. 置,晶体管工作于放大状态.
2,工程近似法 ,
VCC
1K
结论
1, VBB≤0时,三极管截止.iB=0, , 时 三极管截止. iC=0, UCE=VCC,三极管可视为开路. 三极管可视为开路. 2, VBB足够大时,三极管处于饱和 , 足够大时, 导通状态, 导通状态,UCE≈0, iC≈VCC/RC,三极 管可视为短路. 管可视为短路.
第2章 半导体三极管
第2章 半导体三极管
本章要求: 本章要求:
1,了解三极管的基本构造,工作原理和特性 了解三极管的基本构造, 曲线,理解主要参数的意义; 曲线,理解主要参数的意义; 2,了解三极管放大电路的图解分析法;掌握 了解三极管放大电路的图解分析法; 小信号等效电路(微变等效电路)分析法; 小信号等效电路(微变等效电路)分析法; 3,掌握三极管的测试方法.
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第2章 半导体三极管
2.1
双极型半导体三极管
一, 晶体三极管的工作原理 1,结构与符号 ,
块杂质半导体组成2个 结 结构: 有 3块杂质半导体组成 个PN结 块杂质半导体组成 类型: NPN型,PNP型 类型: 型 型
C B IB
集电区
IC NPN型 NPN型
c
VCC
1K
Rc + U CE -
5V
VBB 3V
Rb
115K
iB
+ U BE
iC
图 2. 3.1
(a)
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第2章 半导体三极管
动画
输出回路图解
列输出回路方程:uCE=VCC-iCRc 列输出回路方程: 在输出特性曲线上, 在输出特性曲线上,作出直流负载线 uCE=VCC-iCRc,与IBQ 曲线的交点即为Q点 从而得到V 如图2.3.1(c)所示. 所示. 曲线的交点即为 点,从而得到 CEQ 和ICQ.如图 所示
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第2章 半导体三极管
三,温度对特性曲线的影响
1,温度每增加10°C,ICBO增大一倍.硅管优于锗管. 温度每增加10° 增大一倍.硅管优于锗管. 2,温度每升高 1°C,UBE将减小 (2~2.5)mV, 2.5)mV, 即晶体管具有负温度系数. 即晶体管具有负温度系数. 3,温度每升高 1°C,β 增加 0.5%~1.0%. 0.5%~1.0%.
O
UCE≥1V
正常工作时发射结电压: 正常工作时发射结电压: NPN型硅管 NPN型硅管 UBE ≈ 0.6~0.7V PNP型锗管 PNP型锗管 UBE ≈ 0.2 ~ 0.3V
0.4
0.8
UBE(V)
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第2章 半导体三极管
2, 输出特性曲线
IC(mA ) 4 3 2 1 O 3 6 9 100A
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第2章 半导体三极管
(2)截止区 IB < 0 以下区域为截止区,有 IC ≈ 0 . 以下区域为截止区 截止区, (3)饱和区
100 100A 80 80A 60 60A 40 40A 20 20A IB=0 3 6 9 12 U (V) CE 截止区
动画
在截止区发射结处于反向偏置,集电结处于反向偏置, 在截止区发射结处于反向偏置,集电结处于反向偏置,晶体管工 作于截止状态. 作于截止状态.
Rb
115K
iB
+ U BE
iC
图 2. 3.1 直流通路
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第2章 半导体三极管 (1). 列输入回路方程:UBE =VBB-iBRb ) 列输入回路方程: 在输入特性曲线上, (2).在输入特性曲线上,作直线 UBE =VBB-IBRb ,两线 ) 在输入特性曲线上 的交点即是Q点 得到I 如图2.3.1(b)所示. 所示. 的交点即是 点,得到 BQ.如图 所示
Rc + U CE -
5V
VBB 3V
Rb
115K
iB
+ U BE
iC
图 2. 3.1
(a)
VBB 0.7 IB = Rb I C = βI B
U CE = VCC I C R C
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第2章 半导体三极管
ICE0 较小的情况下,两者数值接近. 较小的情况下,两者数值接近.
ΔC I β =Δ IB
常用晶体管的β 值在20 ~ 200之间. 值在20 200之间 之间.
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第2章 半导体三极管
(2).共基极电流放大系数 共基极电流放大系数
以三极管的基极作为输入回路和输出回路的公共端,称为共 以三极管的基极作为输入回路和输出回路的公共端 称为共 称为 基极电路 直流电流放大倍数
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第2章 半导体三极管 2.2 共射极放大电路
1. 简化电路及习惯画法
共射极基本放大电路
习惯画法
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第2章 半导体三极管
2. 工作原理说明 (1)vi=0 )
vBE
Cb1
ο
t
+ V
CC
Rb
Rc +
Cb2 +
+ vi -
+
vo
-
VCb1 = VBE , VCb2 = VCE
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第2章 半导体三极管
四, 三极管的主要参数 1,电流放大系数 ,
(1). 共发射极电流放大系数,β 共发射极电流放大系数 β 电流放大系数 当晶体管接成发射极电路时, 当晶体管接成发射极电路时, 直流电流放大系数
___
交流电流放大系数
IC β= IB
注意: 注意:β 和β 的含义不同,但在特性曲线近于平行等距并且 的含义不同,
A
IC
mA
b
c
UCE
UBE e
+ –
RB 输入回路 + – EB
EC
输出回路
共发射极电路
发射极是输入回路,输出回路的公共端 发射极是输入回路,
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第2章 半导体三极管
1,输入特性曲线
特点: 特点:非线性
IB = f (UBE) U
CE =常数
IB(A) 80 60 40 20
集电结 N P N
E C B
IE IC PNP型 PNP型
b
发射 结
P N P
基区
发射区
IB E
IE
e
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第2章 半导体三极管
2,放大原理 ◆ 内部条件
集电结
集电极 C N P N E 发射极
基区:最薄, 基区:最薄, 掺杂浓度最低
基极 B
发射结
发射区:掺 发射区: 杂浓度最高
即管子各电极电压与电流的关系曲线, 即管子各电极电压与电流的关系曲线,是管子内部载流子 运动的外部表现,反映了晶体管的性能, 运动的外部表现,反映了晶体管的性能,是分析放大电路的 依据. 依据. 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线
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第2章 半导体三极管
测量晶体管特性的实验线路 IB
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第2章 半导体三极管
3,极限参数 ,
(1). 集电极最大允许电流 ICM
集电极电流 IC上升会导致三极管的β值的下降,当β值下降到正常值 值的下降, 的三分之二时的集电极电流即为 ICM.
(2). 集电极最大允许耗散功耗PCM 集电极最大允许耗散功耗P
PCM取决于三极管允许的温升,消耗功率过大,温升过高会烧坏三 取决于三极管允许的温升,消耗功率过大, 极管. 极管. PC ≤ PCM =IC UCE 硅管允许结温约为150°C,锗管约为7090°C. 管允许结温约为150° 管约为7090°
结论: 结论:
1)三电极电流关系 IE = IB + IC 2) IC >> IB , IC ≈ IE 3) β ≈ IC/IB
把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性 称为晶体管的电流放大作用. 称为晶体管的电流放大作用.
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第2章 半导体三极管
二,晶体三极管的特性曲线
(3). 集-射极反向击穿电压U(BR)CEO 射极反向击穿电压U
当集—射极之间的电压U 超过一定的数值时,三极管就会被击穿. 当集—射极之间的电压UCE 超过一定的数值时,三极管就会被击穿. 手册上给出的数值是25° 基极开路时的击穿电压U 手册上给出的数值是25°C,基极开路时的击穿电压U(BR) CEO.