第4讲晶体三极管(9-12)知识讲解
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(3) 共基极直流电流放大系数
=（IC－ICBO）/IE≈IC/IE
(4) 共基极交流电流放大系数α α=IC/IE VCB=const
当ICBO和ICEO很小时， ≈、 ≈，可以
不加区分。
3.1.4 BJT的主要参数
2. 极间反向电流
(1) 集电极基极间反向饱和电流ICBO
发射极开路时，集电结的反向饱和电流。
(1) 当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。 (2) 当vCE≥1V时， vCB= vCE - vBE>0，集电结已进入反偏状态，开始收
集电子，基区复合减少，同样的vBE下 IB减小，特性曲线右移。
vCE = 0V vCE 1V
iB b +
c + iC
vCE
vBE - e -
VCC
VBB
iB
iC
iB
UCE常量
截止区
?
2. 电流分配关系
又设 1
根据 IE=IB+ IC
IC IE
当IC
IC
时
EO
， IC
IB
是另一个电流放大系数，同样，它也只与管
子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。
一般 >> 1
BJT的特性曲线
2. 输出特性曲线 iC=f(vCE) iB=const
输出特性曲线的三个区域:
饱制截和的止区区区：域：，iCi明C该接显区近受域零v内C的E，控
一此区线般时放区域的v，大域C，下E发区，＜相方射：曲0当。.结7i线此iCVB正平=基(时硅0偏行本的，管，于平曲)。集v行CE等轴距的。 电vB结此E小正时于偏，死或发区反射电偏结压电正，压偏很，集电 小集。结电反结偏反。偏。
双极型半导体三极管的结构示意图如图02.01所示。 一侧它称有为两发种射类区型，:N电P极N称型为和发PN射P型极。，另一侧称为集电区和集电极，
用E或e表示（Emitter）； 用C或c表示（Collector）。
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Байду номын сангаас为基极， 用B或b表示（Base）；
第四讲 晶体三极管
第四讲 晶体三极管
一、晶体管的结构和符号 二、晶体管的放大原理 三、晶体管的共射输入特性和输出特性 四、温度对晶体管特性的影响 五、主要参数
一、晶体管的结构和符号
为什么有孔？
小功率管
中功率管
大功率管
多子浓度高
多子浓度很 低，且很薄
面积大
晶体管有三个极、三个区、两个PN结。
双极型半导体三极管的结构
• 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
ICEO (1 )ICBO
交流电流放大系数
穿透电流 集电结反向电流
为什么基极开路集电极回 路会有穿透电流？
三、晶体管的共射输入特性和输出特性
1. 输入特性
iB f(uBE)UCE
为什么像PN结的伏安特性？ 为什么UCE增大曲线右移？ 为什么UCE增大到一定值曲 线右移就不明显了？
对于小功率晶体管，UCE大于1V的一条输入特性曲线 可以取代UCE大于1V的所有输入特性曲线。
BJT的特性曲线
1. 输入特性曲线
（以共射极放大电路为例）
iB=f(vBE) vCE=const
(2) 集电极发射极间的反向饱和电流ICEO
ICEO=（1+ ）I C BIOCBO c
即输出特性u曲A b
线IB=0那条曲线- 所 +
e
对应的Y坐标的数
IC EO -
c b
uA
+
Ve C C
值。 ICEO也称为集 I e = 0
ICEO
V CC
电极发射极间穿透
电流。
3. 极限参数
(1) 集电极最大允许电流 ICM
实现这一传输过程的两个条件是：
（1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区 杂质浓度，且基区很薄, 集电区面积大。
（2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反 向偏置。
二、晶体管的放大原理
放大的条 uuC BB E件 U 0， o（ n 即 u发 CE射 uB（ E结集 正电 偏结 ）反偏）
少数载 流子的 运动
图 02.01 两种极性的双极型三极管
结构特点：（内部条件）
• 发射区的掺杂浓度最高； • 集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大； • 基区很薄，且掺杂浓度最低。
管芯结构剖面图
发射区：发射载流子 集电区：收集载流子 基区：传送和控制载流子
（以NPN为例）
三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电 流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现 的。
几个击穿电压有如下关系
V(BR)CBO＞V(BR)CEO＞V(BR) EBO
由PCM、 ICM和V(BR)CEO在输出特性曲线上可 以确定过损耗区、过电流区和击穿区。
3.1.4 BJT的主要参数
1. 电流放大系数 (1)共发射极直流电流放 大系数 =（IC－ICEO）/IB≈IC / IB vCE=const
3.1.4 BJT的主要参数
1. 电流放大系数 (2) 共发射极交流电流放大系数 =IC/IBvCE=const
3.1.4 BJT的主要参数
1. 电流放大系数
因集电区面积大，在外电场作用下大 部分扩散到基区的电子漂移到集电区
因基区薄且多子浓度低，使极少 数扩散到基区的电子与空穴复合
基区空穴 的扩散
因发射区多子浓度高使大量 电子从发射区扩散到基区
扩散运动形成发射极电流IE，复合运动形成基极 电流IB，漂移运动形成集电极电流IC。
以上看出，三极管内有两种载流子(自由电 子和空穴)参与导电，故称为双极型三极 管。或BJT (Bipolar Junction Transistor)。
(2) 集电极最大允许功率损耗 PCM
PCM= ICVCE
3.1.4 BJT的主要参数
3. 极限参数
(3) 反向击穿电压
• V(BR)CBO——发射极开路时的集电
结反
向击穿电压。
• V(BR) EBO——集电极开路时发射结的反 向击穿电压。
• V(BR)CEO——基极开路时集电极和发射 极间的击穿电压。
共射极放大电路
BJT的特性曲线
1. 输入特性曲线
(3) 输入特性曲线的三个部分
①死区 ②非线性区 ③线性区
2. 输出特性 iC f(uCE) IB
对应于一个IB就有一条iC随uCE变化的曲线。 饱和区
iC
放大区
为什么uCE较小时iC随uCE变 化很大？为什么进入放大状态
曲线几乎是横轴的平行线？
=（IC－ICBO）/IE≈IC/IE
(4) 共基极交流电流放大系数α α=IC/IE VCB=const
当ICBO和ICEO很小时， ≈、 ≈，可以
不加区分。
3.1.4 BJT的主要参数
2. 极间反向电流
(1) 集电极基极间反向饱和电流ICBO
发射极开路时，集电结的反向饱和电流。
(1) 当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。 (2) 当vCE≥1V时， vCB= vCE - vBE>0，集电结已进入反偏状态，开始收
集电子，基区复合减少，同样的vBE下 IB减小，特性曲线右移。
vCE = 0V vCE 1V
iB b +
c + iC
vCE
vBE - e -
VCC
VBB
iB
iC
iB
UCE常量
截止区
?
2. 电流分配关系
又设 1
根据 IE=IB+ IC
IC IE
当IC
IC
时
EO
， IC
IB
是另一个电流放大系数，同样，它也只与管
子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。
一般 >> 1
BJT的特性曲线
2. 输出特性曲线 iC=f(vCE) iB=const
输出特性曲线的三个区域:
饱制截和的止区区区：域：，iCi明C该接显区近受域零v内C的E，控
一此区线般时放区域的v，大域C，下E发区，＜相方射：曲0当。.结7i线此iCVB正平=基(时硅0偏行本的，管，于平曲)。集v行CE等轴距的。 电vB结此E小正时于偏，死或发区反射电偏结压电正，压偏很，集电 小集。结电反结偏反。偏。
双极型半导体三极管的结构示意图如图02.01所示。 一侧它称有为两发种射类区型，:N电P极N称型为和发PN射P型极。，另一侧称为集电区和集电极，
用E或e表示（Emitter）； 用C或c表示（Collector）。
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Байду номын сангаас为基极， 用B或b表示（Base）；
第四讲 晶体三极管
第四讲 晶体三极管
一、晶体管的结构和符号 二、晶体管的放大原理 三、晶体管的共射输入特性和输出特性 四、温度对晶体管特性的影响 五、主要参数
一、晶体管的结构和符号
为什么有孔？
小功率管
中功率管
大功率管
多子浓度高
多子浓度很 低，且很薄
面积大
晶体管有三个极、三个区、两个PN结。
双极型半导体三极管的结构
• 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
ICEO (1 )ICBO
交流电流放大系数
穿透电流 集电结反向电流
为什么基极开路集电极回 路会有穿透电流？
三、晶体管的共射输入特性和输出特性
1. 输入特性
iB f(uBE)UCE
为什么像PN结的伏安特性？ 为什么UCE增大曲线右移？ 为什么UCE增大到一定值曲 线右移就不明显了？
对于小功率晶体管，UCE大于1V的一条输入特性曲线 可以取代UCE大于1V的所有输入特性曲线。
BJT的特性曲线
1. 输入特性曲线
（以共射极放大电路为例）
iB=f(vBE) vCE=const
(2) 集电极发射极间的反向饱和电流ICEO
ICEO=（1+ ）I C BIOCBO c
即输出特性u曲A b
线IB=0那条曲线- 所 +
e
对应的Y坐标的数
IC EO -
c b
uA
+
Ve C C
值。 ICEO也称为集 I e = 0
ICEO
V CC
电极发射极间穿透
电流。
3. 极限参数
(1) 集电极最大允许电流 ICM
实现这一传输过程的两个条件是：
（1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区 杂质浓度，且基区很薄, 集电区面积大。
（2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反 向偏置。
二、晶体管的放大原理
放大的条 uuC BB E件 U 0， o（ n 即 u发 CE射 uB（ E结集 正电 偏结 ）反偏）
少数载 流子的 运动
图 02.01 两种极性的双极型三极管
结构特点：（内部条件）
• 发射区的掺杂浓度最高； • 集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大； • 基区很薄，且掺杂浓度最低。
管芯结构剖面图
发射区：发射载流子 集电区：收集载流子 基区：传送和控制载流子
（以NPN为例）
三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电 流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现 的。
几个击穿电压有如下关系
V(BR)CBO＞V(BR)CEO＞V(BR) EBO
由PCM、 ICM和V(BR)CEO在输出特性曲线上可 以确定过损耗区、过电流区和击穿区。
3.1.4 BJT的主要参数
1. 电流放大系数 (1)共发射极直流电流放 大系数 =（IC－ICEO）/IB≈IC / IB vCE=const
3.1.4 BJT的主要参数
1. 电流放大系数 (2) 共发射极交流电流放大系数 =IC/IBvCE=const
3.1.4 BJT的主要参数
1. 电流放大系数
因集电区面积大，在外电场作用下大 部分扩散到基区的电子漂移到集电区
因基区薄且多子浓度低，使极少 数扩散到基区的电子与空穴复合
基区空穴 的扩散
因发射区多子浓度高使大量 电子从发射区扩散到基区
扩散运动形成发射极电流IE，复合运动形成基极 电流IB，漂移运动形成集电极电流IC。
以上看出，三极管内有两种载流子(自由电 子和空穴)参与导电，故称为双极型三极 管。或BJT (Bipolar Junction Transistor)。
(2) 集电极最大允许功率损耗 PCM
PCM= ICVCE
3.1.4 BJT的主要参数
3. 极限参数
(3) 反向击穿电压
• V(BR)CBO——发射极开路时的集电
结反
向击穿电压。
• V(BR) EBO——集电极开路时发射结的反 向击穿电压。
• V(BR)CEO——基极开路时集电极和发射 极间的击穿电压。
共射极放大电路
BJT的特性曲线
1. 输入特性曲线
(3) 输入特性曲线的三个部分
①死区 ②非线性区 ③线性区
2. 输出特性 iC f(uCE) IB
对应于一个IB就有一条iC随uCE变化的曲线。 饱和区
iC
放大区
为什么uCE较小时iC随uCE变 化很大？为什么进入放大状态
曲线几乎是横轴的平行线？