双极型半导体三极管

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且很薄,是保证三极管能够实现电流放大的关键。
若两个PN结对接,相当基区很厚,所以没有电流放大作用,基 区从厚变薄,两个PN结演变为三极管,这是量变引起质变的又一个 实例。
e
c
b
动画2-1
2.1.3 双极型半导体三极管的电流关系
双极型半导体三极管是由两种载 流子参与导电的半导体器件,它由两 个 P场N效结应组型合半而导成体,三是极一管种仅CC由C一S器种件。 半导体三极载管流有子两参大与类导型电,,是一种VCCS器件。 一是双极型半导体三极管 二是场效应半导体三极管
2.1 双极型半导体三极管
2.2 场效应半导体三极管
2.1.1双极型半导体三极管的结构
be
NP N
c
cb e
P
这是这发是射发N极射Pe结Ne型Je 这是b基极这b是集这电是结集J电c 极PNc P型e
PNP型 三极管的
符号短粗线代 N 表基P极,发射c极
的箭头方向,代 表发射极电流 b 的实际方向。
2.1.2 双极型半导体三极管的电流分配关系
双极型三极管在制造时,要求发射区的掺杂浓度大,基区掺杂 浓度低并要制造得很薄,集电区掺杂浓度低,且集电结面积较大。 从结构上看双极型三极管是对称的,但发射极和集电极不能互换。
c
ICEO
IBN
b IB
电子 空穴
IB= IEP + IBN - ICBO
由此可写出三极管三个电极的电流
发射极电流:IE= IEN+ IEP 集电极电流:IC=ICN+ ICBO
ICN=IEN- IBN
且有IEN>>IEP 且有IEN>> IBN , ICN>>IBN
基极电流: IB=IEP+ IBN-ICBO
另外因集电结反偏, 使集电结区的少子形成 漂移电流ICBO。于是可
得如下电流关系式:
IE= IEN+ IEP 且有IEN>>IEP IEN=ICN+ IBN 且有IEN>> IBN ,ICN>>IBN
IC=ICN+ ICBO IB=IEP+ IBN-ICBO IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN
2.1.2 双极型半导体三极管wk.baidu.com 电流分配与控制
双极型半导体三极管在工作时一定要加上 适当的直流偏置电压。
若在放大工作状态:发射结加正向电压, 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。动画2-1
图 02.02 双极型三极管的电流传输关 系
所以,发射极电流又可以写成
IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN =(ICN+ICBO)+(IBN+IEP-ICBO)=IC+IB
从以上分析可知,对于NPN型三极管,集电极电流和基极电流 是流入三极管,发射极电流是流出三极管,流进的电流等于流出
的电流。由以上分析可知,发射区掺杂浓度高,基区掺杂浓度低
IEP IE
N
IC= ICN +ICBO
IC ICN= IEN - IBN
IEN
e
ICN
c
ICEO
IBN
b IB
电子 空穴
IB= IEP + IBN - ICBO
N
P
IE=IEN + IEP 且IEN >> IEP
IEP IE
N
IC= ICN +ICBO
IC ICN= IEN - IBN
IEN
e
ICN
一双侧极称用型为E或发半e射表导区示体,(电三E极m极i称tte管为r)发的;射结极构, 示另意用一C图侧或称如c表为图示集(0电2C区.o0l和l1ec所集tor电示)极。。, 它有两种类型:NPN型和PNP型。
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,
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。与 PN结中的情况相同。。
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 发射区的掺杂浓度远大于基区的掺杂浓度。
进入基区的电子流因基区的空穴浓度 低,被复合的机会较少。又因基区很薄, 在集电结反偏电压的作用下,电子在基区 停留的时间很短,很快就运动到了集电结 的边上,进入集电结的结电场区域,被集 电 被极 复所 合收 的集电,子形形成成集的电电极流电是流IBINC。N。在基区
注意双图极中型画半的导是体载流三子极的管运在动工方作向时,一空定穴流要与加电上流适方当向的相直同流;偏电子置流电与压电。 流若方在向放相大反工。为作此状可态确:定发三射个结电极加的正电向流电压,集电结加反向电压。现 以 NPN型三极管的放大状态为例,来说明三极管内部载流子的运 动关系,见下图。
N
P
IE=IEN + IEP 且IEN >> IEP
用B或b表示(Base);
图 02.01 两种极性的双极型三极管
双极型三极管的符号在图的下方给出,发 射极的箭头代表发射极电流的实际方向。
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,集电区掺杂浓度 低,且集电结面积大。基区要制造得很薄,其 厚度一般在几个微米至几十个微米。
二是场效应半导体三极管(FET)。
双极型半导体三极管是由两种载流子参与导电的半导体器件, 它由两个 PN 结组合而成,是一种电流控制电流源器件(CCCS)。
场效应型半导体三极管仅由一种载流子参与导电,是一种电压 控制电流源器件(VCCS)。
2.1.1 双极型半N导PN体型三极管的结构
PNP型
c NPN型
问题1:除了从三极管的电流分配关系可以 证明 IE=IC+IB 。还可以通过什么方 法加以说明?
问题2:为什么当温度升高时,三极管将失 去放大作用?从物理概念上加以说 明。
2.1.2 双极型半导体三极管的 电流分配与控制
❖ 改进的电子教案
2.1 双极型半导体三极管的工作原理
半导体三极管在英文中称为晶体管(Transister),半导体三极管有 两大类型,一是双极型半导体三极管(BJT),
=(ICN+ICBO)+(IBN+IEP-ICBO)
IE =IC+IB
以上关系在图02.02的动画中都给予 了演示。由以上分析可知,发射区掺杂 浓度高,基区很薄,是保证三极管能够 实现电流放大的关键。若两个PN结对接 ,相当基区很厚,所以没有电流放大作 用,基区从厚变薄,两个PN结演变为三 极管,这是量变引起质变的又一个实例 。
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