PNP三极管特性(经典)

开关三极管电路图简述

PNP型三极管和NPN型三极管在结构特点和工作原理方面基本上是相同的。只是由于它的三个区掺杂情况与NPN管不同,所以在外加电压、电流方向等方面存在着差别。因为PNP型锗三极管较多,所以这里以锗管为例介绍PNP型三极管的特点。

PNP三极管的内部结构和外加电压

为了保证三极管工作在放大状态,要求发射结正向偏置,集电结反向偏置。因此,外加电压的方向与NPN管相反,即uBE< 0V , uBC>0V,电源VCC和VBB的正极接发射极,负极分别接集电极和基极,见图2。

图1

PNP型三极管发射区和集电区是P型半导体,基区是N型半导体,如图1(a )所示。它的发射区多数载流子(空穴)浓度很高,集电区空穴浓度较低,基区做得很薄、而且多子(自由电子)浓度很低。

在外加电压作用下,发射区向基区发射空穴,形成射极电流IE ,其方向与空穴运动方向相同,即由发射极流入三极管。基极电流IB主要由外电路补充基区复合掉的自由电子形成的,故其方向是由管子流出基极;集电极电流IC主要由收集的空穴流组成,其方向也是由管子流出集电极。

可见,IE、IB和IC的方向正好与NPN管相反,所以PNP三极管的符号如图1 (b) 所示,发射极的箭头方向指向基极和集电极。由图中可以看出,IE、IB和IC 规定的正方向与实际方向相同,而uBE和uBC规定的正方向与实际方向相反,故uBE 和uCE为负值。

PNP三极管的伏安特性

图1是PNP锗管3AX31的输入特性和输出特性。注意两个特性曲线横座标uBE和uCE为负值。

图1

由图1输入特性曲线可以看到,PNP型锗管基极导通电压uBE约为-0.1V。三极管工作在放大状态时uBE约为-0.2V。从输出特性曲线可知,当管子截止时,iB = 0,但iC值还较大,它近似等于穿透电流ICEO,约为几十微安。当管子饱和时,饱和管压降较小,uCES 约为-0.1V。它与NPN 型硅三极管相比,不仅电压、电流方向不同,而且导通电压数值较小。利用这些特点可以实现特殊要求的电路,另外也可以在电路中区分出PNP型锗管。

【例】已知由PNP 管组成的开关电路如图2所示。若导通电压uBE = -0.1V，饱和时uCES= 0.1V, 试问：uI分别为0V、-2V和-5V时，管子的工作状态，对应的uO各是多少伏？

解：( 1 )当u = 0V时，uBE = 0V 大于导通电压-0 . 1V，故管子截止，iC

= 0。故uO = VCC = - 10V

图2

( 2 )当uI = - 2V 时，uBE＜-0 . 1V，可见管子已导通。假设三极管已进入饱和

状态，可知:

由于iB＜IBS，所以原来假设三极管饱和是不对的．三极管一定工作在放大状态，故

（3）当uI = - 5V 时，根据前面分析，可以湂出基极电流为

可见iB＞IBS，三极管已经饱和．故