第三讲双极型晶体管-PPT课件

按工作频率分：高频管、低频管
按功率分：小、中、大功率管 三、BJT的主要参数 按材料分：硅管、锗管
按结构分：NPN型、PNP型 四、BJT的交流小信号模型
一、BJT的结构和工作原理
问题：
1、为什么BJT具有放大作用？ 2、BJT三个电极的电流关系是怎样的？ 3、 如何判断电路中BJT的工作状态？
（一）BJT的结构和符号
§1.5 双极型晶体三极管BJT
三 双极型三极管：Bipolar Junction Transistor
极
有两种极性的载流子参与导电.
管 单极型三极管 (场效应管)：一Fi、elBdJTE的ffe结ct构T和r工an作sis原to理r
只有一种极性的载流子参与导电.
BJT的类型：
二、BJT的静态特性曲线
－－是BJT具有电流放大作用的内部原因。
（1）发射区高掺杂； （2）基区很薄，一般在几微米至几十微米；且掺杂浓度很低； （3）集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大.
发射区 +
基区
集电区
• 管芯结构剖面图
要使BJT具有放大作 用，还必须给BJT加 合适的偏置。
（二）BJT的放大偏置 —是BJT具有电流放大作用的外部条件。
IB =IB1+IEP-ICBO
2、各极电流之间的关系：IE = IC+ IB ；IBb
① IE 与 IC的关系：IC IE;
对于给定的晶体管，集电极收集的电
Rb
子流是发射极发射的电子流的一部分， EB 两者的比值在一定的电流范围内是一
c
ICBO ICn N
RC
IB1
P
IEP
e
IEn
EC
N
IE
个常数，用 表示。
RC
P
IEn
EC
N
集电结 反偏
在外电场作用下，由发射区扩散在集电
结附近的非平衡少子漂移到集电区 ICn
（漂移） 基区的电子漂移到集电区 平衡少子
集电区的空穴漂移到基区 的漂移 ICBO
（四）放大偏置时BJT各极电流的关系：
1、各极电流的构成：
IC
IE =IEn+IEP IEn；IC =ICn+ICBOICn ；
• BJT是由两个PN结构成的三端器件，有两种 基本类型: NPN型和PNP型。
发射区
集电区
发射极
+
+
基区
集电极
发射结 基极
集电结
注意区分两者的符号
箭头方向表示电 流的实际方向
NPN管比PNP管应用更广泛，特别在一般的半导体集成 电路中，NPN管性能优于PNP管，故重点讨论NPN管。
BJT结构特点：
UEUBUC UCUBUE NPN型硅管。
UBE0.7V
（三）放大偏置时BJT内部载流子的传输过程
给NPN型BJT加适当的偏置：发射结正偏，集电结反偏。
c
IB c
IC
RC
be
Rb
EC
EB
IE
b
RC
Rb
EC
EB
e
1、发射区向基区注入大量电子
发射结 正偏
因浓度差，发射区的大量电子经发射
UCUBUE 该管为PNP型硅管。 UBE0.6V 8
例题：测得放大电路中的某只晶体管三个 管脚的电位如图所示：试判断各个管脚对 应的电极，晶体管的结构类型及材料。
N管 P:U N CU BU E PN 管 :U P CU BU E
C
E
7.5V
B
3.9V
3.2V
1、基极电位UB居中（可识别基极）；
前提是BJT处于放大状态。
3、放大偏置时BJT三个电极的电流方向
例题：测得放大电路中的某只晶体管三个 管脚的电位如图所示：试判断各个管脚对 应的电极，晶体管的结构类型及材料。
N管 P:U N CU BU E PN 管 :U P CU BU E
B
C
0.1V
E -11.5V
0.78V
1、基极电位UB居中（可先识别基极）；
结扩散注入基区，形成电子流 IEn
（扩散） 基区空穴扩散注入发射区IEP
c
ICBO ICn N
2、电子在基区的复合和继续扩散 从发射区扩散到基区的电子成为基区
b
的非平衡少子，极少数电子与基区的
IB1
空穴复合，形成复合电流 IB1
Rb
绝大部分电子继续扩散到达集电结附近。 EB
IEP
e
3、集电区收集发射区扩散过来的电子
ICn/IEn
—共基直流电流放大倍数
小于 1且接1， 近一般 ： 0.95
IC ICnIE; 或:IEIC/
（四）放大偏置时BJT各极电流的关系：
1、各极电流的构成：
IE =IEn+IEP IEn；IC =ICn+ICBOICn ； IB =IB1+IEP-ICBO
2、各极电流之间的关系：IE = IC+ IB ；IE(1)IB;
2、发射结压降: |UBE| = 0.7（0.6）V （硅管） |UBE| = 0.3（0.2）V （锗管）
可识别发射极——集电极；判断管子的材料；
3、NPN管各极的电位关系：UC>UB>UE； 可识别管子的类型 PNP管各极的电位关系：UC<UB<UE； （NPN/PNP）。
3 .2 V 3 .9 V 7 .5 V
2、发射结正偏压降: |UBE| = 0.7（0.6）V （硅管） |UBE| = 0.3（0.2）V （锗管）
可识别发射极（所剩者即为集电极）；并判断管子的材料；
3、NPN管各极的电位关系：UC>UB>UE； 可识别管子的类型 PNP管各极的电位关系：UC<UB<UE； （NPN/PNP）。
1.5 V 1 0 .1 V 0 .7 V 8
① IE 与 IC的关系：IC IE; ② IC 与 IB的关系：IC IB;
IB说明IE：IBICCJ受T（具IB1控有制电1），流ICB放J大T为1作电用流；IC控制I器C件。1 IB IB
因在 定此义温 放：大度偏不 置1 的变 B—J和 T—中一 一 共I流 E射、般 定 范 直IC：的 流和围 为 电I电 B流内 近几 和 放似， 十 大成基倍比到本数例几 上关为百 系常。数，
c
c
c
N
b + ib iC +
P b + ib
bP N
U-BE
ie
UCE
-
b
e
N P
U-BE
e
e
1、什么叫放大偏置？（此时BJT处于放大状态）
放大偏置——“发射结正偏、集电结反偏”。
c
iC +
ie
UCE
-
e
2、放大偏置时BJT三个电极的电位关系：
PN 管 :U P CU BU E 断管型的依据
（五）BJT的结偏置电压与各极电流的关系