模拟电子技术及应用高职学习资料

实现电路
ui RE
RC uo
RB
RC
uo
ui
第二章 半导体三极管及放大电路基础
二、晶体三极管的特性曲线 （一）输入特性
iB f (uBE) uCE常数 uCE 0 与二极管特性相似
iC
iB B C +
+RVBBB输回u入路+B E E
uC输回E 出路 IE
RC
+ VCC
iB
RB +
+
uBE
VBB
间反向击穿电压。
ICEO O
区 U(BR)CEO
uCE
U(BR)EBO — 集电极极开路时
E、B 极间反向击穿电压。
U(BR)CBO > U(BR)CEO > U(BR)EBO
四、光电三极管
符号：
光电三极管的工作原理是将光照后产
c
生的电信号又进行了放大，用光的强度来
控制集电极电流的大小。
e
第二章 半导体三极管及放大电路基础
（二）输出特性
iC
iC
f (uCE
/ mA
)
iB常 数
4饱
100 µA
2. 放大区： iC iB ICEO
条件：发射结正偏 集电结反偏
3和 区
80 µA 放大区
60 µA
特点：水平、等间隔 3. 饱和区：uCE u BE
2
40 µA
uCB = uCE u BE 0
1
20 µA
条件：两个结正偏
硅管、锗管 按结构分：
NPN、 PNP 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
第二章 半导体三极管及放大电路基础
双极型半导体三极管的实物图
金属封装 小功率管
塑封 小功率管
塑封 大功率管
金属封装 大功率管
第二章 半导体三极管及放大电路基础
书名：模拟电子技术及应用 第2版 ISBN： 978-7-111-45310-9 作者：曹光跃 出版社：机械工业出版社 本书配有电子课件
第二章 半导体三极管及放大电路基础
2.1 双极型半导体三极管
一、双极型半导体三极管的结构和工作原理 二、晶体三极管的特性曲线 三、三极管的主要参数 四、光电三极管
少数与空穴复合，形成
IBN≈IB
IBN
。
基区空 基极电源提供(IB)
穴来源 集电区少子漂移(ICBO)
三个电极的电流关系: IE=IC+IB
直流电流放大系数: IC
IB
第二章 半导体三极管及放大电路基础
满足放大条件的三种电路
E
C
B
ui
B
uo
uiHale Waihona Puke Baidu
C
uo E
共基极电路
共发射极电路
E
B
ui
uo C
共集电极电路
第二章 半导体三极管及放大电路基础
3、极限参数
iC
1. ICM — 集电极最大允许电流，超过
时 值明显降低。
ICM 安 全 PCM
工
作
2. PCM — 集电极最大允许功率损耗 PC = iC uCE。
3. U(BR)CEO — 基极开路时 C、E 极
间反向击穿电压。
U(BR)CBO — 发射极开路时 C、B 极
1. 温度升高，输入特性曲线向左移。 iB T2 > T1 温度每升高 1C，UBE (2 2.5) mV。
O
uBE
2. 温度升高，输出特性曲线向上移。
iC T2 > T1
温度每升高 10C，ICBO 约增大 1 倍。
温度每升高 1C， (0.5 1)%。
O
iiiBBB===
00 输出特性曲线间距增大。
2.2 场效应管
一、MOS场效应晶体管 二、 结型场效晶体管 三、 场效晶体管的主要参数
第二章 半导体三极管及放大电路基础 一、MOS场效应晶体管（IGFET） （一） N 沟道增强型MOS场效应晶体管
1. 结构与符号
S GD
耗尽层
N+
N+
P 型衬底
(掺杂浓度低)
B
S — 源极 Source 在在硅绝片缘用表层金扩面上属散生喷铝的一金引方层属出法薄铝引SiO2 绝出G缘栅—层极源制栅极G作极S两G和个a漏teN极区D
第二章 半导体三极管及放大电路基础
一、双极型半导体三极管的结构和工作原理
（一）双极型半导体三极管（BJT）结构
collector
集电极 C
— 集电区 C
N 集电结
P
基极 B P — 基区 B N
base
N
发射结 — 发射区
P
发射极 E emitter
E
C
C
B
NPN 型 E
B
PNP 型 E
分类： 按材料分：
ICEO
截止区 iB = 0
特点：iC iB
O2 4
6
1. 截止区： iB 0
8 uCE /V临界饱和时： uCE = uBE 深度饱和时：
iC = ICEO 0 条件：两个结反偏
0.3 V (硅管) uCE=U(CES)= 0.1 V (锗管)
第二章 半导体三极管及放大电路基础
（三）温度对三极管特性曲线的影响
iC iB
(2.4一51般01.为6150几)6十A103
A几百0.8 10
80
20 µA 10 µA IB = 0uCE /V
68
（2）共基极电流放大系数
1 一般在 0.98 以上。
IC
80
IC 0.988
IE80 IC1 IB 1
1
2、极间反向饱和电流
CB 极间反向饱和电流 ICBO，CE 极间反向饱和电流 ICEO。
第二章 半导体三极管及放大电路基础
三极管内部载流子的传输过程(以NPN型为例)
I CBO
IC I CN
1) 在VBB提供的正偏电压作用 下,发射区向基区注入多子电子， 形成发射极电流 IE。
IB
I BN
IE
(2基)电区子空到穴达运基动区因后浓度低而忽略)
多数向
BC 结方向扩散形成
ICN≈IC
ICN。
RB
+
VBB
iB
uCE 0
uCE 1 V
O
uBE
uCE 0 特性右移(因集电结开始吸引电子)
uCE 1 V 特性基本重合(电流分配关系确定)
导通电压 UBE(on)
硅管： (0.6 0.8) V 锗管： (0.2 0.3) V
取 0.7 V 取 0.2 V
第二章 半导体三极管及放大电路基础
（二）工作原理
三极管放大的条件
内部 条件
发射区掺杂浓度高 基区薄且掺杂浓度低
集电结面积大
外加电源与管子的连接方式
外部 条件
发射结正偏 集电结反偏
NPN型管的连接方式
IC
IB b c
UCE RC
Rb VBB
UBE e IE
VCC
PNP型管的连接方式
IC
IB b c
UCE
Rb UBEe
VBB
IE
RC VCC
0uCE
第二章 半导体三极管及放大电路基础
三、三极管的主要参数
1、电流放大系数
4 iC / mA 50 µA
（1） 共发射极电流放大系数
3
— 直流电流放大系数
40 µA Q 30 µA
II23CB.40NN5110II0CB63AA
IC8B2O ICBO
IC IB
2 1
— 交流电流放大系数
O24