第一章半导体二极管和晶体管b

26
定义
? ? ?IC
? IE
为共基极交流电流放大系数
? ? ?IC
? IB
为共射极交流电流放大系数
? 与? 的关系
?? ? 1? ?
?? ? 1??
一般可以认为
? ? ?，? ? ?
27
2．发射结正向偏置、集电结正向偏置——饱和状态 饱和状态的特点
(1) UCE≤UBE，集电结正向偏 。
?
(2) IC ? ?IB，IB失去了对IC的
基极是两个回路的公共端，称这种接法为 共基极接法 。
19
IE
N?
P
N
IC
e
c
ICBO
?
U BE
? b
?
UCB
?
IB
定义
RE
VEE
VCC
RC
? ? IC
IE
? 称为共基极直流电流放大系数，反映了发射
区注入基区的电子被集电区收集的能力
20
IE
N?
P
N
IC
e
c
ICBO
?
U BE
? b
?
UCB
?
IB
各电极电流之间的关系
–
少子漂移形成反 向饱和电流 ICBO
N?
P
N
ห้องสมุดไป่ตู้
IC
ICBOc
U BE
+b
–
+ UCB
IB
RE
VEE
VCC
RC
e. 集电区、基区少子相互漂移
17
晶体管的电流分配关系动画演示
18
输入回路
IE
T
IC
? U BE ?
? U CB ?
IB
输出回路
RE VEE
VCC RC
发射结回路为输入回路，集电结回路为输出回路。
9
晶体管的工作原理（以NPN型管为例）
依据两个 PN结的偏置情况
晶体管的工作状态
放大状态 饱和状态 截止状态 倒置状态
10
1．发射结正向偏置、集电结反向偏置——放大状态
原理图
电路图
IE
N?
P
e
N
IC
IE
IC
T
c
? U BE ?
? U CB ?
–
U BE
+b
–
+ UCB
IB
RE
VEE
VCC
RC
IB
第一章 半导体二极管和晶体管
? 1.1 半导体的基本知识 ? 1.2 PN结 ? 1.3 半导体二极管 ? 1.4 半导体二极管的应用 ? 1.5 稳压二极管 ? 1.6 双极型晶体管
1
1.6 双极型晶体管（BJT）
晶体管又称半导体三极管 晶体管是最重要的一种半导体器件之一，它的放 大作用和开关作用，促使了电子技术的飞跃。
RC
22
当UCE>UBE时，发射结正偏，集电结反偏，晶体管
仍工作于放大状态 。
IE
N?
定义
P
N
IC
e
? ? IC
ICBcO
IB
?
UBE
?
b
?
IB
UCB
?
为共射极直流电流
?
RB VBB
UCE
?
放大系数
VCC
RC
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各电极电流之间的关系
IE
N?
P
N
IC
IC ? ? I B ? I CEO
e
ICBcO
集电区
C(c)
E(e)
P
N
P
JE
JC
C(c)
B(b)
结构示意图
B (b) 符号
T E(e)
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3.晶体管的内部结构特点（具有放大作用的内部条件）
B
E
平面型晶 体管的结 构示意图
发射区 基区
集电区
C (1) 发射区面积小，掺杂浓度高 。
8
B
E
发射区 基区
集电区
C (2) 集电区面积大，掺杂浓度低。 (3) 基区掺杂浓度很低，且很薄。
RE
VEE
IE=IC+IB
IC ? ? I E ? I CBO
IB ? (1 ? ? )IE ? ICBO
VCC
RC
21
原理图
晶体管共射极接法 电路图
IE
N?
P
N
IC
e
ICBcO
?
UBE
?
b
?
IB
UCB
?
?
RB VBB
UCE
?
IB
? RB UBE VBB ?
? IC
T UCE
IE ?
RC VCC
VCC
基区向发射区扩散空穴
b. 基区向发射区扩散空穴 形成空穴电流
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IE
N?
P
N
e
c
–
U BE
+b
–
+ UCB
发射区向基区扩散电子
RE
VEE
VCC
RC
基区向发射区扩散空穴
因为发射区的掺杂浓度远大于基区浓度，空穴电流 可忽略不记。
14
非平衡少子在 基区复合，形 成基极电流 IB
IE
N?
P
N
e
c
–
U BE
RE VEE
VCC RC
11
(1) 电流关系
IE
N?
P
N
e
c
–
U BE
+b
–
+ UCB
RE
发射区向基区扩散电子
a. 发射区向基区扩散电子
形成发射极电流 IE
VEE
VCC
RC
称扩散到基区的发射 区多子为非平衡少子
12
IE
N?
P
N
e
c
–
U BE
+b
–
+ UCB
RE
VEE
VCC
RC
发射区向基区扩散电子
?
UBE
?
b
?
IB
UCB
?
?
RB VBB
UCE
?
IE ? IC ? IB
? (1 ? ? )IB ? IC E O
ICEO称为穿透电流
VCC
RC
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? 由 ? 的关系
?? ? 1? ?
或
?? ? 1? ?
一般情况
? ? 0.95 ~ 0.995
? ? 20 ~ 200
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IE
N?
P
N
IC 当输入回路电压
4
发射极 E(e)
发射结JE 集电结JC 集电极C(c)
发射区
N
NPN型晶体管 结构示意图
基区
集电区
P
N
基极B(b)
5
发射极E(e)
发射结JE
集电结JC 集电极C(c)
发射区
基区
集电区
N
P
N
基极B(b)
C(c)
NPN型晶体管符号
T
B (b)
E(e)
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2.PNP型晶体管结构示意图和符号
发射区
基区
2
半导体三极管有两大类型：
一是双极型半导体三极管 二是场效流应子半双参导极与体型导三半电导的极体半管三导* 极体管器是件由，两它种由载两
个 PN 结组合而成，是一种 CCCS器件。 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。
3
双极型晶体管的结构
晶体管的主要类型 (1) 根据结构分为 : NPN型和PNP型 (2) 根据使用的半导体材料分为 :硅管和锗管 1. NPN型晶体管结构示意图和符号
e
U
' BE
=UBE+△UBE
ICBcO
那么
?
UBE
?
b
?
IB
UCB
?
?
RB VBB
UCE
?
VCC
RC
I
' B
=IB+△IB
I
' C
=IC+△IC
I
' E
=IE+△IE
如果 △UBE >0，那么△IB >0， △IC >0 ，△IE >0 如果 △UBE <0，那么△IB <0， △IC <0 ，△IE <0
IB
控制。 (3) 集电极饱和电压降 UCES较小， 小功率硅管为 0.3~0.5V 。
? RB UBE VBB ?
IC
T UCE
IE ?
RC VCC
(4) 饱和时集电极电流 ICS ? (VCC ? U CE ) / SRC
+b
–
+ UCB
IB
RE
VEE
VCC
RC
c. 基区电子的扩散和复合
非平衡少子向 集电结扩散
15
IE
N?
P
N
IC
e
c
–
U BE
+b
–
+ UCB
IB
RE
VEE
d. 集电区收集从发射区扩散过来的电子
形成集电极电流 IC
VCC
RC
非平衡少子 到达集电区
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集电区少子空
IE
穴向基区漂移
e
基区少子电子向
集电区漂移