2-2半导体三极管.ppt

结的伏安特性曲线。因为有集电结电压的 影响，它与一个单独的PN结的伏安特性 曲线不同。
2020/10/20
16
① uCE 0
与二极管特性相似
iB uCE0 uC E1V
2020/10/20
O
uBE
17
②uCE≥1V
uCB= uCE - uBE>0，集电结已进入反偏状态，三 极管处于放大状态，集电极更易收集电子，且
3
2.2.1 三极管的结构及工作原理 2.2.2 三极管的基本特性 2.2.3 三极管的主要参数及电路模型
2020/10/20
4
2.2.1三极管的结构及工作原理
1. 结构、符号和分类
双极型半导体三极管有两种类型:NPN型和PNP型。
collector
集电极 C
— 集电区
N 集电结
基极 B P — 基区
B
P
N
C P
BN P
2020/10/20
ENΒιβλιοθήκη N 型EPNP 型
6
分类：
按材料分：
硅管、锗管
按结构分：
NPN、 PNP
按使用频率分： 低频管、高频管
按功率分：
小功率管 < 500 mW 中功率管 0.5 1 W 大功率管 > 1 W
2020/10/20
7
2. 三极管的电流分配与控制
双极型半导体三极管在工作时一定要加上 适当的直流偏置电压。
2.2 半导体三极管
半导体三极管有两大类型， 一是双极型半导体三极管（三极管）
双极型半导体三极管是由两种载 流子参与导电的半导体器件，它由两 个 PN 结组合而成，是一种CCCS器件。
二是场效应半导体三极管（场效应管）
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。
2020/10/20
2020/10/20
20
输出特性曲线可以分为三个区域:
饱和区——iC受uCE显著控制的区域，该区域内uCE的
数值较小。三极管的饱和压降UCES。 此时发射结正偏，集电结正偏或零偏。
截止区——iC接近零的区域，相当iB=0的曲线
uCE< 1 V uBE=0.7 V uCB= uCE- uBE= <0.3 V 集电区收集电子的能力 很弱，iC主要由uCE决定。
2020/10/20
19
当uCE增加到使集电结反偏电压较大时，如 uCE ≥1 V uCB ≥0.3 V
运动到集电结的电子 基本上都可以被集电 区收集，此后uCE再增 加，电流也没有明显 的增加，特性曲线进 入比较平坦的区域， 略微上翘——基区宽 度调制效应。 （动画2-2）
IC IB 因 ≈1, 所以 >>1
2020/10/20
12
ICIB1 ICBO
穿透电流 ICEO 1 ICBO
2020/10/20
13
由以上分析可知，发射区掺杂浓度高， 基区很薄，是保证三极管能够实现电流 放大的关键。若两个PN结对接，相当基 区很厚，所以没有电流放大作用，基区 从厚变薄，两个PN结演变为三极管，这 是量变引起质变的又一个实例。
共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；
共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示;
共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。
2020/10/20
10
三极管的三种组态
(2)三极管的电流放大系数
对于集电极电流IC和发射极电流IE之间的关
系可以用系数来说明，定义: ICN/IE
称为共基极直流电流放大系数。它表示最
2020/10/20
14
2.2.2 三极管的基本特性
以NPN型共发射极接法为例，介绍三极管的特 性曲线。
输入特性曲线—— iB=f(uBE) uCE=const 输出特性曲线—— iC=f(uCE) iB=const
2020/10/20
15
1. 输入特性曲线
输入特性曲线—— iB=f(uBE) uCE=const 简单地看，输入特性曲线类似于发射
IC=ICN+ ICBO
IB=IEP+ IBN－ICBO
IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN =(ICN+ICBO)+(IBN+IEP－ICBO)
IE =IC+IB
2020/10/20
9
3. 三极管的电流关系
(1)三种组态 双极型三极管有三个电极，其中一个可
以作为输入, 一个可以作为输出，这样必然 有一个电极是公共电极。三种接法也称三种 组态。
基区复合更少， 移动一些。
IB减小。特性曲线将向右稍微
但uCE再增加时，曲线右移很不明显。
iB uCE0 uC E1V
O
uBE
2020/10/20
18
2.输出特性曲线
输出特性曲线—— iC=f(uCE) iB=const
它是以iB为参变量的一族特性曲线。现以其中任何一条 加当以uC说E稍明增，大当时u，CE=发0射V时结，虽因处集于电正极向无电收压集之作下用，，但i集C=电0。 结反偏电压很小，如
base
N
发射结 — 发射区
C P
BN P
发射极 E emitter
C
E C
2020/10/20
B
NPN 型 E
B
PNP 型 E
5
从外表上看两个N区,(或两个P区)是 对称的，实际上发射区的掺杂浓度大， 集电区掺杂浓度低，且集电结面积大。 基区要制造得很薄，其厚度一般在几个 微米至几十个微米。
C
N
若在放大工作状态：发射结加正向电压， 集电结加反向电压。
现以 NPN型三 极管的放大状态为 例，来说明三极管 内部的电流关系。 (动画2-1)
2020/10/20
双极型三极管内载流子的运动 8
可得如下电流关系式:
IE= IEN+ IEP 且有IEN>>IEP IEN=ICN+ IBN 且有IEN>> IBN ，ICN>>IBN
后达到集电极的电子电流ICN与总发射极电流IE 的比值。ICN与IE相比，因ICN中没有IEP和IBN，
所以 的值小于1, 但接近1。由此可得:
2020/10/20
11
IC=ICN+ICBO= IE+ICBO= (IC+IB)+ICBO
IC1 I B1 IC BO
令 1
称为共发射极接法直流电流放大系数 IC = IB+(1+ ) ICBO
上节课内容提要
1、二极管 （1）二极管的结构 （2）二极管的伏安特性
U
I IS(e UT 1)
2020/10/20
1
（3）二极管的开关特性 存在反向恢复时间
（4）二极管的电路模型 直流模型
（5）特殊二极管 稳压二极管
（6）二极管整流电路（精密整流电路） 利用二极管的单向导电性
2020/10/20
2