第3讲晶体三极管2015

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晶体三极管的工作原理详解

PN 结的本质：在 P 型半导体和 N 型半导体的结合面两侧，留下离子薄层，这个离子薄层形成的空间电荷区称为 PN 结。

1、切入点：要想很自然地说明问题，就要选择恰当地切入点。

讲三极管的原理我们从二极管的原理入手讲起。

二极管的结构与原理都很简单，内部一个 PN 结具有单向导电性，如示意图B。

很明显图示二极管处于反偏状态， PN 结截止。

我们要特殊注意这里的截止状态，实际上 PN 结截止时，总是会有很小的漏电流存在，也就是说 PN 结总是存在着现象， PN 结的单向导电性并非百分之百。

为什么会浮现这种现象呢？这主要是因为PN 结反偏时，能够正向导电的多数载流子被拉向电源，使PN 结变厚，多数载流子不能再通过 PN 结承担起载流导电的功能。

所以，此时漏电流的形成主要靠的是少数载流子，是少数载流子在起导电作用。

反偏时，少数载流子在电源的作用下能够很容易地反向穿过 PN 结形成漏电流。

漏电流之所以很小，是因为少数载流子的数量太少。

很明显，此时漏电流的大小主要取决于少数载流子的数量。

如果要想人为地增加漏电流，只要想办法增加反偏时少数载流子的数量即可。

所以，如图B漏电流就会人为地增加。

其实，光敏二极管的原理就是如此。

光敏二极管与普通光敏二极管一样，它的 PN 结具有单向导电性。

因此，光敏二极管工作时应加之反向电压，如图所示。

当无光照时，电路中也有很小的反向饱和漏电流，普通为1×10-8 —1×10-9A(称为暗电流)，此时相当于光敏二极管截止；光敏二极管工作在反偏状态，因为光照可以增加少数载流子的数量，于是光照就会导致反向漏电流的改变，人们就是利用这样的道理制作出了光敏二极管。

既然此时漏电流的增加是人为的，那末漏电流的增加部份也就很容易能够实现人为地控制。

2、强调一个结论：讲到这里，一定要重点地说明 PN 结正、反偏时，多数载流子和少数载流子所充当的角色及其性质。

为什么呢？这就导致了以上我们所说的结论：反偏时少数载流子反向通过 PN 结是很容易的，甚至比正偏时多数载流子正向通过 PN 结还要容易。

晶体三极管及基本放大电路PPT

输出特性曲线
四、三极管器件手册的使用
三极管的类型非常多，从晶体管手册可以查找到三极管的型号，主要用途、主
要参数和器件外形等，这些技术资料是正确使用三极管的依据。
1．三极管型号
国产三极管的型号由五部分组成。
第一部分是数字“3”，表示三极管。第二部分是用拼音字母表示管子的材料和极
性。 A——PNP锗材料，B——NPN锗材料， C——PNP硅材料，D——NPN硅材料。
电流iB经放大后获得对应的集电极电流iC，如图（d）所示。集—射极电压vCE 波形与输出电流iC变化情况相反，如图（e）所示。 vCE经耦合电容C2隔离直流成分，输出的只是放大信号的交流成分vo，波形如图（f）所示。
放大电路的电压和电流波形
第三节放大电路的分析方法
一、主要性能指标 1．放大倍数电压放大倍数
在实际放大电路中，除了共发射极联接方式外，还有共集电极和共基极联接方式。
共发射极接法
共基极接法
共集电极接法
三、三极管的特性曲线 1．输人特性曲线
输人特性曲线是反映三极管输人回路电压和电流关系的曲线，它是在输出电压 VCE为定值时，iB与vBE对应关系的曲线。
当输入电压vBE较小时，基极电流iB很
第一节晶体三极管
晶体三极管是一种利用输入电流控制输出电流的电流控制型器件，它由两个PN 结构成，在电路中主要作为放大和开关元件使用。
一、结构与分类
1．外形
近年来生产的小、中功率管多采用硅酮塑料封装；大功率三极管多采用金属封装，通常做成扁平形状并有螺钉安装孔，有的大功率管制成螺栓形状。
塑料封装小功率管塑料封装中功率管
集电极最大允许电流ICM 若三极管的工作电流超过ICM，其ß值将下降到正

第3讲半导体基础知识-三极管ppt课件

极管的各级电流均为零。
其简化模型可用两段开路线表示：
晶体三极管
2.6 三极管的主要参数
三极管的连接方式
IC C1 IB + Rb VBB +C2 Rc VCC C1 + IE IC C2 + Rc VCC
(b)共基极接法
T
Re
VEE
(a)共发射极接法
图 1.3.10
NPN 三极管的电流放大关系
一、电流放大系数
将 IC 与 UCE 乘积等于规定的 PCM 值各点连接起来，可得一条双曲线。
ICUCE < PCM 为安全工作区 ICUCE > PCM 为过损耗区
图 1.3.11 三极管的安全工作区
IC
PCM = ICUCE
过
安损全耗工作区
O
区
UCE
晶体三极管
3. 极间反向击穿电压外加在三极管各电极之间的最大允许反向电压。
晶体三极管
2.7温度对晶体三极管特性的影响
由于三极管也是由半导体材料构成，和二极管一样，温度对晶体管的特性有着不容忽视的影响。主要表现在以下
晶体三极管
三极管的电流分配关系 IC = ICn + ICBO IE = ICn + IBn + IEp = IEn+ IEp 一般要求 ICn 在 IE 中占的比例尽量大。而二者之比称共基直流电流放大系数，即
I Cn IE
ICBO
IC
c
ICn
Rc
IB
b
Rb
IBn
IEp e IEn
e
晶体三极管
2.3.1 输入特性曲线族
共发射极输入特性曲线是指VCE为参变量，输入电流IB与输入电压VBE之间的关系曲线，即

晶体三极管及其基本放大电路解读PPT课件

第13页/共79页
2. 设置静态工作点的必要性
为什么放大的对象是动态信号，却要晶体管在信号为零时有合适的直流电流和极间电压？
输出电压必然失真！设置合适的静态工作点，首先要解决失真问题，但Q点几乎影响着所有的动态参数！
第14页/共79页
三、基本共射放大电路的波形分
析
动态信号
驮载在静
态之上
与iC变化方向相反
当VCC>>UBEQ时，IBQ 已知：VCC＝12V，
VCC Rb
Rb＝600kΩ，
Rc＝3kΩ ，
β
＝100。
Q
＝？
第23页/共79页
二、等效电路法
输入回路等效为恒压源
•
半利
导用
体线
器性
件元
的件
非建
线立
性模
特型
性，
使来
放描
大述
电非
路线IBQ的性＝分器VBB析件－RU复的b BE杂特Q
第36页/共79页
直流负载线和交流负载线
B
I CQ RL'
Uom=? Q点在什么位置Uom最大？
交流负载线应过Q点，且斜率决定于（Rc∥RL）
第37页/共79页
§4.4 晶体管放大电路的三种接法
一、静态工作点稳定的共射放大电路二、基本共集放大电路三、基本共基放大电路四、三种接法的比较
第38页/共79页ห้องสมุดไป่ตู้
• 在Ui不变的情况下， Rb减小，Uo如何变化？Au如何变化？
当Uo最大时，再减小Rb，会出现失真吗？
•
在增什大么，不情真一了定？行！
况A下u ，UU空oi 载

双极性晶体三极管教学课件

双极性晶体三极管教学课件
目录
CONTENTS
• 双极性晶体三极管概述 • 双极性晶体三极管特性 • 双极性晶体三极管的应用 • 双极性晶体三极管的选择与使用 • 双极性晶体三极管的制作与调试
01
双极性晶体三极管概述
定义与工作原理
定义
双极性晶体三极管是一种电子器件，由半导体材料制成，具有三个电极（基极、集电极和发ຫໍສະໝຸດ 极）。常见问题与解决方法
问题1
三极管发热严重。
解决方法
检查电路是否正常，降低三极管的工作电流，或更换更高额定功率的三极管。
问题2
三极管无法正常放大信号。
解决方法
调整基极电阻，使基极电流达到合适值，或检查输入信号是否正常。
三极管噪声过大。
问题3
解决方法
优化电路设计，减少干扰源，或选择低噪声三极管。
05
双极性晶体三极管的温度特性对其稳定性有着重要影响。随着温度的升高，三极管的放大倍数会减小，这是因为温度升高会使载流子运动速度加快，导致电流放大倍数下降。此外，温度变化还会影响三极管的其他性能参数，如截止频率和噪声系数等。
03
双极性晶体三极管的应用
放大电路中的应用
信号放大
双极性晶体三极管可以作为信号放大元件，通过外部电路的调节，实现对输入信号的放大，广泛应用于音频、视频等信号处理领域。
工作原理
双极性晶体三极管通过控制基极电流来控制集电极和发射极之间的电流，从而实现信号放大和开关作用。
结构与类型
结构
双极性晶体三极管由两个PN结（基区与集电区之间、基区与发射区之间）构成，具有三个电极。
类型
根据结构特点和应用领域，双极性晶体三极管可分为NPN型和PNP型两类。

晶体三极管及放大电路PPT课件

输入特性
IBf(UBE )UCE 常数
特点:非线性
IB(A) 80 60
UCE1V
40
发射结正偏时发射结导通电压： NPN型硅管
UBE 0.6~0.7V PNP型锗管
20
UBE 0.2 ~ 0.3V
O 0.4 0.8 UBE(V)
开启电压：硅管0.5V，锗管0.1V。
16
2. 输出特性描述基极电流iB为一常量时，集电极电流ic与
VBB 补充。
晶体管内部载流子的运动
多数电子在基区继续运动，
到达集电结的一侧。
10
3.集电结加反向电压，漂移运动形成集电极电流Ic，集电
结反偏，有利于收集基区漂移过来的电子而形成集电极电流 Icn。其能量来自外接电源 VCC 。
c IC
ICBO
IB
b Rc
Rb
另外，集电区和基区的
少子在外电场的作用下将
V UCE
+ EC
输出回路 –
–
EB
发射极是输入回路、输出回路的公共端 14
1、输入特性曲线描述管压降UCE一定的情况下，基极Leabharlann 电流iB与发射结压降uBE之间的函数关
系，即
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？
1.发射结加正向电压，扩散运动
c
形成发射极电流发射区的电子越
过发射结扩散到基区，基区的空
Rc
穴扩散到发射区—形成发射极电流 IE (基区多子数目较少，空穴电
IB
流可忽略)
b Rb
e
2. 扩散到基区的自由电子与空

第三讲晶体三极管

§2.2.3 三极管的主要参数
电流放大系数三极管的参数是用来表征管子性能优劣适应范围的，是选管的依据，共有以下三大类参数。
极间反向电流ICBO 、 ICEO
极限参数
• 极限参数：ICM、PCM、U（BR）CEO
最大集电极电流 c-e间击穿电压最大集电极耗散功率，PCM＝iCuCE
4.下列NPN型三极管各个极的电位，处于放大状态的三极管是（） A VC=0.3V，VE=0V， VB=0.7V B VC=-4V， VE=-7.4V，VB=-6.7V C VC=6V， VE=0V， VB=-3V D VC=2V， VE=2V， VB=2.7V 5.如果三极管工作在截止区，两个PN结状态（） A．均为正偏 B．均为反偏 C．发射结正偏，集电结反偏 D．发射结反偏，集电结正偏
三极管符号
结构特点：
基区很薄且杂质浓度很低；
发射区掺杂浓度高；集电区面积很大。
二．分类
（1）按半导体结构不同：NPN 型和 PNP 型。
（2）按功率分：小功率管和大功率管。
（3）按工作频率分：低频管和高频管。
（4）按管芯所用半导体材料分：锗管和硅管。
（5）按结构工艺分：合金管和平面管。
（6）按用途分：放大管和开关管。
放大区：发射结正向偏置，集电结反向偏置。
饱和区：发射结和集电结均正向偏置。
截止区：发射结电压小于开启电压，集电结在电路中的连接方式
共发射极连接共基极连接共集电极连接
三极管的特性曲线
概念
特性曲线是指各电极之间的电压与电流之间的关系曲线
输入特性曲线
输出特性曲线
（1）三极管的电流放大作用，实质上是用较小的基极电流信号控制集电极的大电流信号，是“以小控大”的作用。（2）三极管的放大作用，需要一定的外部条件。

晶体三极管知识简介

4.8mm金属封装红外光敏三极管PT3201
PT3201 由黑色陶瓷基座、金属外壳、玻璃透镜封装而成的高灵敏度NPN红外光敏三极管，感应峰值波长880 nm。具有长寿命、高可靠性、高绝缘性、高密封性、抗湿、耐磨等特点，可在恶劣气候条件下使用。
特点：黑色陶瓷基座、金属封装、直径 Φ4.8mm。高功率、绝缘性好、抗湿、耐磨。长寿命、高可靠性。镀金引脚可焊性好。
晶体三极管
三极管的分类
1.按材料分：锗晶体三极管，硅晶体三极管 2.按结构分：NPN晶体管，PNP晶体管 3.按制造工艺分：低频锗合金管，高频锗合金扩散台面管，硅外延平面管 4.按工作频率分：高频管（fT>3MHz）,低频管（fT<3MHz ） 5.按功率分：大功率管(PC>1w),中功率管(PC=0.5～1w),小功率管(PC<0.5w) 6.按封装型式分：玻璃壳封装管（中小功率），金属壳封装管（中小功率）陶瓷环氧封装管（小功率），塑料封装管（大、中、小功率），G型金属封装管（大功率带螺杆），F型金属封装管（大功率），方型金属封装管（大功率）
RG201极限参数：
RG201光电特性
光电开关RG180
RG180 是单光束红外光电传感器，由高发射功率的砷化镓（砷铝镓）红外发射管和高灵敏度的光敏晶体管组成。
特点：高可靠性，响应速度快，槽宽8mm，光缝0.8mm，应用范围广。
应用：电机测速，限位开关，打印机、复印机，娱乐设备（自动麻将机）。
小功率塑封管
C1815Y三极管
S9014三极管
金属封装小功率晶体管 3DG6D
3CG21C
中功率金属封装晶体管3DG27C

晶体三极管讲述PPT教案

下图给出了起放大作用时 NPN 型和 PNP 型晶体管中电流实际方向和发射结与集电结的实际极性。
IB B
+
UBE
IC
+ UCE
C T E
IE
NPN 型晶体管
IB
+ UBE
IC
B
+ UCE
C T E
IE
PNP 型晶体管
第15页/共24页
说明：
1.
时，
。
称为集电极 ——基极反向饱和电流，见图2.1.7(a) 。一般
很小，与温度有关。
ICBO
IE
ICBO
0
称为集电极——发射极反向电流，又叫穿透电流，见图 2.1.7(b)。
2.
时，
。
IB 0
ICEO
IC IB ICBO
IC IE ICEO
IB 0.06 0.04 0.02
式中，称为动态电流(交流)放大系数
第14页/共24页
( 3) 当 IB = 0( 将基极开路)时，IC = ICEO，表中 ICEO < 0.001 mA = 1 A。 ( 4) 要使晶体管起放大作用，发射结必须正向偏置，发射区才可向基区发射电子；而集电结必须反向偏置，集电区才可收集从发射区发射过来的电子。
结论：
4．通常
，
，所以可表示为 (2.1.5)
考虑 ICEO，则
(2.1.6)
IC IB IC IB IC IB ICEO
第18页/共24页

晶体三极管及基本放大电路

晶体三极管及基本放大电路
目录
• 晶体三极管简介 • 基本放大电路 • 晶体三极管在基本放大电路中的应用 • 晶体三极管放大电路的性能指标 • 晶体三极管放大电路的应用 • 晶体三极管放大电路的设计与制作
01
CATALOGUE
晶体三极管简介
晶体三极管的基本结构
01
02
03
三个电极
集电极、基极和发射极，是晶体三极管的主要组成部分。
THANKS
感谢观看
总结词
通频带和最高频率响应是衡量放大电路对不同频率信号的放大能力的参数。
VS
详细描述
通频带表示放大电路能够正常工作的频率范围，其宽度由晶体三极管的截止频率和放大倍数决定。最高频率响应表示放大电路能够处理的最高频率信号，其大小由晶体三极管的截止频率决定。通频带和最高频率响应是晶体三极管放大电路的重要性能指标，决定了电路的应用范围和性能表现。
05
CATALOGUE
晶体三极管放大电路的应用
在音频信号处理中的应用
音频信号放大
晶体三极管放大电路可以用于放大音频信号，如麦克风、扬声器等设备中的信号放大。
音频效果处理
在音频信号处理中，晶体三极管放大电路可以用于实现各种音效效果，如失真、压缩、均衡等。
音频功率放大
在音响系统中，晶体三极管放大电路可以作为功率放大器使用，将音频信号放大到足够的功率以驱动扬声器发声。
共发射极放大电路
总结词
共发射极放大电路是晶体三极管最常用的放大电路，具有电压和电流放大作用。
详细描述
共发射极放大电路由晶体三极管、输入信号源、输出负载和偏置电路组成。输入信号加在基极和发射极之间，通过晶体三极管的放大作用，将信号电压或电流放大后，从集电极和发射极之间输出。

晶体三极管的主要特性课件

不会转化另一个结的电流。它们对正向控制作用来说都是无
用的。称为晶体三极管的寄生电流。
3 、对晶体三极管来说要减小寄生电流。以保证受控载
流子的传输效率，即提高放大性能。
通过上面的分析可知，在制造晶体三极管时，必须满足下列条件： 1 、发射结为不对称结。 2 、基区的宽度很窄。 3 、集电结的面积大于发射结的面积。
N
P
E IE IEn
IEp
R1
IB
V1
B
N
ICn1
ICn2 ICp
ICBO
R2 V2
IC C
N
P
E IE IEn
IEp
N
ICn1
ICn2 ICp
ICBO
IC C
R1
IB
V1
B
R2 V2
（1）、发射区向基区注入载流子的过程：
发射结正偏后，形成的正向扩散电流，是由发射区和基
区得多子通过PN结而形成。
即 IEn + IEp 方向由P区指向N区式中 IEn 为电子电流； IEp 为空穴电流。
3 、截止状态：定义为发射结外加反偏电压，集电结外加反偏电压。这两种模式呈现受控开关特性，实现开关电路的基础。
第一节放大模式下晶体三极管
————————的工作原理
1、内部载流子传输过程：
N
P
N
E
C
B
晶体三极管的两个PN结是通过基区产生耦合作用，连接在一起的。
以NPN型晶体三极管为例：分析：晶体三极管处于放大模式下，载流子传输过程。
N
P
E IE IEn
IEp
N
ICn1
ICn2 ICp