1半导体器件基础-BJT
bjt基本原理
bjt基本原理BJT（双极型晶体管）是一种常用的半导体器件，具有广泛的应用领域。
它是由三个掺杂不同的半导体层构成的，包括两个P型半导体层和一个N型半导体层。
BJT的基本原理是通过控制电流的流向和放大作用来实现信号的放大和开关控制。
BJT具有三个电极，分别是发射极（Emitter）、基极（Base）和集电极（Collector）。
其中，发射极和集电极是掺杂P型半导体，基极是掺杂N型半导体。
发射极和集电极之间的区域被称为基区（Base Region），基区中间的N型半导体是一种非导电层，称为耗尽层（Depletion Region）。
在正常工作状态下，发射极与基极之间的结为PN结，而基极与集电极之间的结为PN结。
当在PN结上施加适当的电压时，可以改变PN 结的导电特性。
当发射极与基极之间施加正向电压时，使得PN结变薄，造成电流的注入。
这种注入的电流被称为发射极电流（IE）。
同时，当集电极与基极之间施加反向电压时，使得PN结变厚，形成耗尽层，阻止电流的流动。
这种阻止电流的作用被称为集电极结电压（VCEO）。
因此，BJT具有放大作用，可以将较小的输入信号放大为较大的输出信号。
BJT的工作原理可以分为三种模式：放大模式、截止模式和饱和模式。
在放大模式下，发射极与基极之间施加适当的正向电压，使得耗尽层变薄，允许电流的注入。
此时，集电极与基极之间施加正向电压，使得PN结变薄，允许电流的流动。
因此，BJT可以将输入信号的变化放大，并输出到集电极。
在截止模式下，发射极与基极之间施加反向电压，使得PN结变厚，阻止电流的注入。
此时，集电极与基极之间施加反向电压，使得PN结变厚，阻止电流的流动。
因此，BJT不会放大输入信号，并且输出为零。
在饱和模式下，发射极与基极之间施加正向电压，使得PN结变薄，允许电流的注入。
此时，集电极与基极之间施加正向电压，使得PN结变薄，允许电流的流动。
因此，BJT可以将输入信号的变化放大，并输出到集电极。
半导体BJT
发射区：其中一个N 型区所掺杂的浓度 高，发射极e;
集电区：另一个N型 区所掺杂的浓度较 低，集电极c； 基区: 夹在发射区 与集电区 中间的P 型 区基区很薄，掺杂 浓度低，基极b 。
iE AV iB 1 vO vI ( 1 ) i B 1mA iC R L vI 0 . 98 mA 1 k 20 mV 49
iC = (IC + ic) c iB = (IB + ib ) T + vi V BB + iE = (IE + ie) b e + V CC RL vo +
iC = iE = I C + iC c T RL + vO V CC
0 . 98 mA 1 k 20 mV
49
说明AV为什么正？
3.1.2 BJT电流分配与放大作用
4. 共射电路的放大作用
• 静态情况：放射结正偏， 集电结反偏； • 先讲各量的关系，再讲 放大作用（iB对iC的控 制作用）； • 用简单数学分析进一步 说明（见教材P73） 。
e T
c
b
c b b T e
e
T c
3.放大作用（2）
（2）共基放大电路的放大作用
• 静态情况：放射结正 偏，集电结反偏； • 先讲各量的关系，再 讲放大作用（iE对iC的 控制作用）； • 用简单数学分析进一 步说明（见教材P72）。
AV vO vI iC R L vI
iE = I E + iE e + vI V EE iB = ( 1 - ) iE = I B + iB b
第01章 半导体器件基础
7
c
(b)合金型(PNP) )合金型( )
1.3.1 三极管的结构及符号
三极管可以是由半导体硅材料制成，称为硅三极管 硅三极管； 三极管可以是由半导体硅材料制成，称为硅三极管；也可 以由锗材料制成，称为锗三极管。 以由锗材料制成，称为锗三极管。 锗三极管 三极管从应用的角度讲，种类很多。根据工作频率分为高 三极管从应用的角度讲，种类很多。根据工作频率分为高 频管、低频管和开关管；根据工作功率分为大功率管 大功率管、 频管、低频管和开关管；根据工作功率分为大功率管、中功率 小功率管。 管和小功率管。 一般高频管功率就比较小 ， 因为频率高就要结电容小 ， 一般 高频管功率就比较小， 因为频率高就要结电容小， 高频管功率就比较小 PN结面积就要小，面积小电流就不能太大，功率也就低。 结面积就要小， 结面积就要小 面积小电流就不能太大，功率也就低。 大功率管的工作频率也不高，因为大功率就要大电流， 大功率管的工作频率也不高，因为大功率就要大电流，大 电流就要PN结面积够大 结面积够大， 结电容也大 工作频率自然低。 结电容也大， 电流就要 结面积够大，PN结电容也大，工作频率自然低。
18
2. 晶体管的电流放大原理
（2）交流电流放大系数 ）
在共射极放大电路中，当有输入电压 作用时， 在共射极放大电路中，当有输入电压∆ui作用时，则晶体 管的基极电流将在I 的基础上叠加动态电流∆i 管的基极电流将在 B的基础上叠加动态电流 B，集电极电 流也将在I 的基础上叠加动态电流∆i 通常将集电极电流 流也将在 C的基础上叠加动态电流 C。通常将集电极电流 变化量∆i 与基电极电流变化量∆i 之比定义为“ 变化量 C与基电极电流变化量 B之比定义为“共射极交流 电流放大系数” 表示。 电流放大系数”，用β 表示。即：
1半导体器件基础-BJT(FET)开关设计案例
设计光控报警器
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光控继电器
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如何实现电子开关的延时？
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University of Electronic Science and Technology of China
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如何选择晶体管（技术手册获取信息）
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*注：VCEO、VCBO、VEBO中的“O”代表参数是在未提到的另一极开路(open)的情况下获得的
模拟电路基础课程组Leabharlann 67模拟电路基础课程组
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讨论 如何用BJT(FET)实现电子开关？
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【例】三极管开关的设计之一：请使用 NPN型三极管为发光二极管设计一个三 极管开关电路，已知发光二极管的正向 电压VF=1V、工作电流IV=10mA，三极管 开关电路的VCC=5V。控制三极管开关闭 合的电压VIN=5V。
常用半导体器件
何 松 柏
电子工程学院
University of Electronic Science and Technology of China
第一章 常用半导体器件
1.半导体二极管
2.双极型晶体管（BJT） 3.场效应晶体管（FET）
bjt基础知识
bjt基础知识摘要：1.BJT 的基本概念2.BJT 的工作原理3.BJT 的分类与结构4.BJT 的特性与参数5.BJT 的应用领域正文：一、BJT 的基本概念BJT（Bipolar Junction Transistor，双极型晶体管）是一种常见的半导体器件，具有放大和开关等功能。
它主要由三个区域组成：n 型区（发射极）、p 型区（基极）和n 型区（集电极）。
其中，发射极和集电极由n 型半导体制成，而基极由p 型半导体制成。
二、BJT 的工作原理BJT 的工作原理主要基于电子和空穴的运动。
当发射极施加正向电压时，发射极的电子会进入基极，然后从基极进入集电极。
在这个过程中，由于电子和空穴的复合作用，会形成电流。
当基极施加负向电压时，发射极的电子受到抑制，电流减小。
因此，通过改变基极的电流，可以控制集电极的电流，实现信号放大和开关控制等功能。
三、BJT 的分类与结构根据结构不同，BJT 可分为NPN 型和PNP 型两种。
NPN 型BJT 的结构为：发射极-n 型半导体、基极-p 型半导体、集电极-n 型半导体。
PNP 型BJT 的结构为：发射极-n 型半导体、基极-p 型半导体、集电极-p 型半导体。
这两种类型的BJT 工作原理相同，但电流放大系数不同。
四、BJT 的特性与参数BJT 的特性主要包括电流放大系数（hfe）、截止电流（IB）、饱和电流（IC）等。
电流放大系数表示BJT 在放大状态时，集电极电流与基极电流之比。
截止电流是指当基极电流为零时，集电极电流也为零的电流值。
饱和电流是指当集电极电压足够大时，集电极电流不再增加的电流值。
五、BJT 的应用领域BJT 广泛应用于模拟电路、数字电路、功率放大器、振荡器等领域。
在模拟电路中，BJT 常用于信号放大、滤波等功能；在数字电路中，BJT 常用于逻辑门、触发器等功能；在功率放大器和振荡器中，BJT 可以实现高电压、大电流的信号处理。
总之，BJT 作为一种重要的半导体器件，具有广泛的应用前景。
芯片工艺bjt器件-概述说明以及解释
芯片工艺bjt器件-概述说明以及解释1.引言1.1 概述BJT器件是一种重要的半导体器件，广泛应用于电子电路中。
它是由三个掺杂不同类型的半导体材料组成的结构，包括发射极、基极和集电极。
BJT器件具有放大、开关和稳定电流的功能，是现代电子器件中不可或缺的一部分。
本文将重点介绍芯片工艺对BJT器件性能的影响。
芯片工艺是制造半导体器件的关键步骤，直接影响到器件的性能和稳定性。
了解芯片工艺对BJT器件的影响，有助于提高器件的工作效率和可靠性。
通过对BJT器件的基本原理、芯片工艺对性能的影响以及制造过程的详细介绍，本文旨在帮助读者更深入地了解BJT器件，为相关领域的研究和应用提供参考和指导。
文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文分为三个部分来探讨芯片工艺对BJT器件的影响。
首先，我们将介绍BJT器件的基本原理，包括其结构和工作原理。
接着，我们将详细讨论芯片工艺对BJT器件性能的影响，分析不同工艺参数对器件性能的影响。
最后，我们将深入探讨BJT器件的制造过程，介绍制造过程中的关键步骤和技术。
通过本文的探讨，读者将了解到芯片工艺在BJT器件中的重要性，以及不同工艺对器件性能的影响，从而为相关领域的研究和应用提供参考依据。
1.3 目的：本文旨在探讨芯片工艺对BJT器件性能的影响，通过介绍BJT器件的基本原理和制造过程，分析芯片工艺在BJT器件中的应用及优化方向。
通过研究芯片工艺对BJT器件性能的影响，可以更好地了解器件的工作原理和性能特点，为进一步提升器件性能和研发更先进的电子器件提供参考。
同时，本文也将展望BJT器件在未来的发展趋势，为相关领域的研究和应用提供参考。
2.正文2.1 BJT器件的基本原理BJT（双极型晶体管）是一种三端元件，通常由P型半导体和N型半导体层叠而成。
它由两个PN结组成，分别称为发射结和集电结。
三个端子分别为发射极（E）、基极（B）和集电极（C）。
BJT工作的基本原理是基区的控制作用。
模拟电子半导体基础知识三极管
二． 晶体管的电流放大作用
三极管在工作时要加上适 ＋
当的直流偏置电压。
UCB
c
+
c区 N
若在放大工作状态：
－
发射结正偏：
由VBB保证 集电结反偏： 由VCC、 VBB保证
＋b
R b UBE V BB
－
b区 e区
e
RC
P UCE
VCC
N
－
UCB=UCE - UBE > 0
2019/5/19
共发射极接法
射极E为0.3V，集电极C为0.3V。发射结正偏，集电 结也正偏，故三极管T处在饱和状态。
（3） 2V 5V 1V 发射结若正偏BE间必然满足正偏条件，即
UBE=0.7V，而给定的3个数据中，不具备此条件， 因而发射结没有正偏。可认为基极B电位低于射极 E，又由于集电极C通常处于最高电位，故正确的 对应关系是：B极为1V，E极为2V，C极为5V。三 极管T处在截止状态。
I : 称为穿透电流, 其物理意义是当基极开路时, 在集电极 CEO 电源作用下的集电极与发射极之间形成的电流
I : 当发射极开路时, 集电极反向饱和电流 CBO
四. BJT的主要参数
2. 交流参数
i C (mA)
（1）共射交流电流放大系数：
＝ iC
iB
IC 2.3mA 38 IB 60A
1．BJT内部的载流子传输过程
（1）因为发射结正偏，扩散运动形成发射极电流IE
发射结正偏，有利于多子的扩散；发射区掺杂浓度高，大量自由电子扩 散到基区，形成电流IEN。同时，基区的空穴也扩散到发射区，形成电流IEP， 但由于发射区的杂质浓度比基区高得多（一般高几百倍），因此：
BJT-清华大学半导体物理与器件
Bipolar JunctionTransistors双极型晶体管14集成电路中的npn-BJT杂质分布特点：•两头大，中间小•发射区掺杂浓度比基区高很多•四层结构•A E < A C本征晶体管非本征晶体管•埋层•隔离：采用pn 结5双极晶体管的四个工作区9正向有源区（正向放大模式，有源模式）——发射结正偏，集电结反偏9反向有源区（反向放大模式）——发射结反偏，集电结正偏SaturationCutoffActive InvertedV CB (pnp )V BC (npn )V EB (pnp ) V BE (npn )9截止区——两个结都反偏9饱和区——两个结都正偏双极型晶体管使用时，有共基极、共发射极和共集电极三种接法。
BJT的电流方向67理想npn-BJT ( 原型BJT )8•发射结正偏•集电结反偏910处于正向有源区BJT 的内部少子分布示意图162. 杂质任意分布的晶体管理论BJT 的晶体管作用主要发生在基区，研究基区的特性是获得BJT 电流电压关系的关键。
•缓变基区——基区杂质分布为任意形式•通过缓变基区的研究，将获得BJT 的基区电场分布、载流子分布以及电流分布的公式•介绍BJT 的一个重要的参数——基区渡越时间常数182.1 基区电流求基区非平衡少子(电子) 分布及电流密度分布——Moll-Ross方法推导前提是6个基本假定：1)少子在基区中的运动是一维的2)基区宽度大于载流子的平均自由程3)基区中准中性近似成立4)载流子的迁移率等于常数（可以引入平均迁移率）5)基区处于小注入状态6)忽略基区复合（对于现代高β-BJT是成立的）1922问题：分析基区电流的漂移流成分与扩散流成分归一化基区非平衡少子浓度分布2.3 重掺杂发射区为了获得高增益，发射结要求高注入比，即I pE(–x E) << I nB(0) ，因此发射区要求重掺杂1) 禁带变窄•重掺杂会导致电子在杂质原子之间进行共有化运动。
BJT（bipolarjunctiontransistor）
BJT（bipolarjunctiontransistor）
1.三极管工作原理：基极与发射极完全导通，导致基极b被发射极e的载流子填充满，此时压降为0.7v，此时集电极发射极的电子集射极间的大电压在基射部分导通后也部分导通，基射完全导通，基极消失，集射极间呈电子漂移运动，三极管饱合导通。
2.集电极e的高掺杂浓度，会在大电场的推动下，更容易穿过集射ce区间。
发射极c最宽可以增加散热效率（散热底座），基极b最窄，be导通后，ce漂移运动阻碍最小。
3.be极在0.65V就产生电流，有电流就开始导通。
bjt饱和状态时，ce极间的压降是0.2v，be间压降0.7v，bc极间也就是-0.5v 。
4.b极可以理解为一个门，每中和b极中的一个空穴，就会门开一点，流过100个载流子（bjt β一般为100倍）；bjt也可视为由b 极电流控制ce极电阻的结构原理。
5.交流信号必须控制在截止与饱和区间才能不失真。
6.BJT工作中ce电流增大，三极管会发热，发热后ce电阻增加致使ce压降变小，与金属发热电阻增加相反。
深入浅出常用元器件系列——BJT
深入浅出常用元器件系列——BJT
一.晶体管主要参数
晶体管主要参数我们在课本上都学习过，这里不多说。
只是提醒几个容易忽略的问题。
1.发射结反向电压，
这是晶体管的一个极限参数，也就是说如果这个参数超额使用晶体管很容易损坏。
在datasheet 中这个参数用V(BR)EB。
这个参数的是指，当集电极开路时，发射极-基极的反向击穿电压。
在正常工作状态时，发射结是正偏的或截止的，不存在问题。
然而在某些场合，例如工作开关状态时，由于寄生参数的影响，发射结上有可能出现较大的反向电压击穿晶体管。
所以在设计电路时需要小心考虑这个参数。
2.集电极最大允许电流
这是晶体管另外一个极限参数，顾名思义，指晶体管集电极允许流过的最大电流。
但这个参数一般只具有参考意义，并Ic 小于Icm 晶体管就一定可以正常工作，Ic 大于Icm 晶体管也不一定烧毁。
当Ic 过大时，电流放大系数会下降，当下降到一定值时的Ic 值即为Icm，所以当工作电流大于Icm 时，BJT 不一定会烧坏。
另外，Ic 还受制于晶体管的允许最大功率(Pcm)，晶体管上损耗的功率不只跟工作电流Ic 有关，还有晶体管的两个PN 结压降有关，所以，晶体管工作电流Ic 小于Icm 时，也有可能会出现晶体管功率已经达到Pcm，晶体管可能会被烧毁。
3.电流放大系数
晶体管有两个电流放大系数，即交流放大系数和直流放大系数，显然两个含义不同(具体请查阅教材)，但是在一般情况下两者相差不大，可认为相等。
bjt基础知识 -回复
bjt基础知识-回复BJT基础知识：一种在电子电路中常用的晶体管引言：BJT（Bipolar Junction Transistor），双极性结型晶体管，是电子电路中广泛应用的一种元件。
它的基本原理和构造比较复杂，但是掌握了BJT的基础知识，我们就能够在电路设计和分析中更好地应用它。
本文将从BJT 的基本原理、构造和特性等方面，逐步介绍BJT的基础知识。
一、BJT的基本原理：BJT是一种双极性器件，由两个pn结反向串联连接而成。
它由一个p型半导体（发射结区，Emitter）和一个n型半导体（集电结区，Collector）之间夹着一个n型半导体（基极区，Base）构成。
BJT的工作原理基于电压控制电流的特性。
当Base-Emitter结正向偏置时，发射结区的电子与空穴进行复合，发射结处形成电子的扩散电流In和空穴的漂移电流I0，使得发射极的电流IE 呈现出指数增长特性。
在发射结区注入的电子当前状况下，当Base-Collector结反向偏置时，空穴将从Base流向Collector，形成漂移电流IC。
因为发射电流IE一般远大于集电电流IC，所以可以近似认为，IB ≈IE。
当这种电子和空穴在集电结处再次进行复合时，即集电流IC形成。
二、BJT的结构与类型：BJT的结构主要由三个区域组成：发射结区、基极区和集电结区。
根据不同的结构和材料，BJT可以分为npn型和pnp型两种类型。
npn型BJT 中，发射结和基极是p型半导体，而集电结是n型半导体；而pnp型BJT 则恰好相反，发射结和基极是n型半导体，而集电结是p型半导体。
根据这两种不同类型BJT的结构，我们可以推测出两种不同的工作方式：npn型BJT在发射结与基极之间，电流为电子流（称作NPN电极），集电结之间为空穴流；而pnp型BJT在发射结与基极之间，电流为空穴流（称作PNP电极），集电结之间为电子流。
三、BJT的特性：1. BJT的放大特性：BJT具有放大功能，可以把输入信号放大成为输出信号。
bjt产品手册
Bjt产品手册一、产品概述Bjt（Bipolar Junction Transistor）即双极结型晶体管，是一种具有放大功能的半导体器件。
它由三个半导体区域组成，包括发射区、基区和集电区，具有电流放大作用。
Bjt广泛应用于各种电子设备中，如放大器、振荡器、开关等。
二、Bjt技术原理Bjt的工作原理基于三极管的放大作用，其核心原理是通过控制基极电流来改变集电极电流，从而实现电流的放大。
当基极电流增加时，集电极电流也会相应增加，反之亦然。
Bjt具有高放大倍数、高速开关等优点，但同时也存在温度稳定性较差等缺点。
三、Bjt产品特点1.高放大倍数：Bjt具有较高的电流放大倍数，可以放大微弱的信号。
2.高速开关：Bjt具有高速开关特性，适用于高速数字电路。
3.线性放大：Bjt具有线性放大特性，适用于模拟电路中的信号放大。
4.稳定性差：Bjt的温度稳定性较差，易受温度影响。
四、Bjt产品应用领域1.音频放大器：利用Bjt的放大特性，可以实现音频信号的放大。
2.高速数字电路：利用Bjt的高速开关特性，可以实现高速数字电路的逻辑运算等功能。
3.模拟电路：利用Bjt的线性放大特性，可以实现模拟电路中的信号处理和放大。
4.其他领域：Bjt还广泛应用于无线通信、电力电子、自动控制等领域。
五、Bjt产品规格参数1.类型：根据不同需求选择合适的类型，如低噪声放大器、高速开关等。
2.电流放大倍数：根据实际需求选择合适的电流放大倍数。
3.集电极-发射极电压：根据实际需求选择合适的集电极-发射极电压。
4.基极-发射极电压：根据实际需求选择合适的基极-发射极电压。
5.工作温度范围：根据实际需求选择合适的工作温度范围。
六、Bjt产品使用方法1.安装：将Bjt安装在合适的电路板上，确保引脚正确连接。
2.偏置电路：根据实际需求设计合适的偏置电路，以保证Bjt的正常工作。
3.信号输入：将需要放大的信号输入到基极，通过控制基极电流实现信号的放大。
bjt基础知识
bjt基础知识一、什么是BJT？BJT（Bipolar Junction Transistor）双极性晶体管是一种常用的半导体器件，用于放大和开关电信号。
它由两个PN结组成，分别为基区（Base Region）、发射区（Emitter Region）和集电区（Collector Region）。
二、BJT的结构BJT的结构包括三个区域：基区、发射区和集电区。
基区位于两个PN结之间，发射区与基区相连，集电区与基区相连。
2.1 基区基区是BJT的控制区域，它决定了BJT的放大和开关特性。
通常使用非金属材料，如硅（Si）或锗（Ge）制造基区。
2.2 发射区发射区是BJT的电流注入区域，它决定了BJT的放大特性。
发射区通常使用高掺杂的材料制造，以便提供足够的载流子。
2.3 集电区集电区是BJT的电流收集区域，它决定了BJT的输出特性。
集电区通常使用低掺杂的材料制造，以增加电流收集效率。
三、BJT的工作原理BJT的工作原理基于PN结的导电性。
当PN结被逆偏置时，电流无法通过。
当PN 结被正偏置时，电流可以通过。
3.1 放大特性BJT的放大特性基于三个区域之间的电流传输。
当发射结被正偏置时，发射区注入少量载流子到基区。
这些载流子被基区电场推向集电区，形成集电区电流。
因此，小的输入电流可以被放大为较大的输出电流。
3.2 开关特性BJT的开关特性基于控制输入电流来控制输出电流。
当发射结被正偏置时，发射区注入大量载流子到基区。
这导致基区电流增加，使得集电区电流也增加。
因此，BJT可以被用作开关，通过控制输入电流来控制输出电流的开关状态。
四、BJT的类型BJT有两种基本类型：NPN型和PNP型。
4.1 NPN型NPN型BJT的基区为P型，发射区为N型，集电区为P型。
当发射结被正偏置时，N型发射区注入载流子到P型基区，从而控制P型集电区的电流。
4.2 PNP型PNP型BJT的基区为N型，发射区为P型，集电区为N型。
当发射结被正偏置时，P型发射区注入载流子到N型基区，从而控制N型集电区的电流。
BJT及放大电路基础资料
N P
（1）内部条b件：
发射区杂质浓度远N
P
N IE=IB+ IC 一组公b式 IC=βIB
大于基区杂质浓度，e 且基区很薄。
P ICe=αIE
思考1：可否用两个二极管相
（2）外部条件：
连构成一个三极管？
发射结正向偏置，
思考2：可否将e和c交换使用
集电结反向偏置。
思考3：外部条件对PNP管和 NPN管各如何实现？
PCM= ICVCE
PCM值与环境温度有关， 温度愈高，则PCM值愈小。 当超过此值时，管子性 能将变坏或烧毁。
4.1.5 温度对BJT参数及特性的影响
1. 温度对BJT参数的影响 (1) 温度对ICBO的影响 温度每升高10℃，ICBO约增加一倍。
(2) 温度对 的影响 温度每升高1℃， 值约增大0.5%~1%。
iB=f(vBE) vCE=const
(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。
工作在放大状态的条件： vCE≥1V
共射极连接
4.1.3 BJT的V-I 特性曲线
非线性部分：
iB f (v ) BE VCE C
(2). 输出回路
非线性部分：
iC f (vCE ) iBIBQ
线性部分：
vCE VCC iC RC 称为直流负载线
得出Q（ IBQ，ICQ，VCEQ ）
（3）电路参数对Q点的影响：
其他参数不变：
变Rb
IB
VBB Rb
Rb Rb
半导体器件之BJT_0319
IE = IB + IC IC c +
ICBO
IC + RL
e IE
－
IEN IBN
－ ①系数的意义 Rb + I
B
－
VEE
空穴
电子
+ I B b
VCC
VEE
VCC
电流方向
晶体管的电流分配 晶体管的放大作用
双极型晶体管(BJT)
②为了表示集电极电流是基极 二、晶体管的电流分 电流的倍数,通常使用一个常数hfe 配与放大作用 1.晶体管各PN结电压连 () 表示 hfe= = iC／iB 接的一般特性 hfe()称为共发射极交流电流 2.晶体管的电流分配 放大系数
相应的基极电流和集电极电流负载rc上输出的放大后的信号电压102少子的分布?晶体管为少数载流子工作器件少数载流子的分布决定着器件内部各处的电流成分?在各种工作模式下对晶体管各区的少子分布进行计算在此基础上分析电流增益和器件结构之间的关系符号定义npn和pnp晶体管nenbnceb和c区中的掺杂浓度下标代表区域xexbxc电中性eb和c区的宽度dedbdclelblcebcnpn晶体管pe0nb0pc0pexnbxpcxpexnbxeb和c区中的少子扩散系数eb和c区中的少子扩散长度eb和c区中的少子寿命eb和c区中的热平衡少子浓度eb和c区中总的少子浓度pcxeb和c区中的过剩少子浓度pnp晶体管ne0pb0nc0eb和c区中的热平衡少子浓度nexpbxncxeb和c区中总的少子浓度nexpbxncxeb和c区中的过剩少子浓度?正向有源模式xx0022???bbbbnxnd利用定性的分析我们知道了三个区中少数载流子的大致分布情况这里将对各区内载流子的分布做具体的计算和推导?基区内少子电子的稳态双极疏运方程?bd过剩电子浓度定义
BJT知识点总结
BJT知识点总结BJT，即双极型晶体管。
它是一种最基本的三端口半导体器件，包括一个PN结。
BJT是广泛应用于电子器件中，包括放大器、开关、振荡器等。
在这篇文章中，我将总结BJT的工作原理、分类、特性以及应用。
一、BJT的结构和工作原理BJT由P型半导体和N型半导体构成。
在P型半导体和N型半导体的交界面上，形成PN 结。
BJT有两种结构：NPN型和PNP型。
NPN型BJT中，P型半导体夹在两个N型半导体之间，而PNP型BJT中，N型半导体夹在两个P型半导体之间。
当BJT处于正向激活状态时，P型半导体的基区连接到正电压，N型半导体的发射极连接到负电压，基极之间的PN结处于正向偏置状态，产生少子。
少子由发射极注入到基极，然后通过基区扩散到集电极，从而形成一个电流的放大。
二、BJT的分类根据半导体材料的类型和夹在基区中的主要载流子的类型，可以将BJT分为NPN型和PNP型。
此外，根据器件的外观和封装方式，BJT还可以分为多种不同的封装形式，如TO-92、TO-220、SOT-23等。
三、BJT的特性1. 饱和和截止状态当BJT处于饱和状态时，极大电流极大，且Vce(sat)的电压非常小。
而当BJT处于截止状态时，极大电流为零，Vce的电压最大。
2. 基区电流放大BJT的主要特点之一是它可以通过少子注入来控制一个较大的电流。
这种现象称为基区电流放大。
3. 小信号放大对于小信号放大器来说，BJT是一种非常理想的放大器件。
它可以将微小的输入信号放大成较大的输出信号。
四、BJT的应用1. 放大器BJT可以作为放大器的主要元件。
它通常用于音频放大器、射频放大器等。
2. 开关BJT可以用作开关，用于控制电路中的电流流动。
3. 振荡器BJT可以用于构建振荡器，如正弦波振荡器、方波振荡器等。
4. 比较器BJT可以用于构建电压比较器，用于检测输入信号的大小。
综上所述，BJT是一种非常重要的半导体器件。
通过对其结构、工作原理、分类、特性以及应用的了解，我们可以更好地理解和应用BJT。
模拟电子技术3.1半导体三极管(BJT)
BJT由三个半导体区域组成，分别是发射区、基区和集 电区，通过外部电压和电流控制其工作状态。
BJT的参数和性能指标对电路设计和应用具有重要影响， 需要根据具体需求进行选择和优化。
对未来的展望
01 02 03 04
随着电子技术的不断发展，BJT的应用领域将更加广泛，特别是在物 联网、智能家居和电动汽车等领域。
半导体三极管(bjt)的特性曲线
输入特性曲线
转移特性曲线
描述基极-发射极电压与基极电流之间 的关系。
描述基极-发射极电压与集电极电流之 间的关系。
输出特性曲线
描述集电极-发射极电压与集电极电流 之间的关系。
03
半导体三极管(bjt)的类型和结构
npn型bjt
01
02
03
04
NPN型双极结型晶体管 （Bipolar Junction
漂移运动
在电场的作用下，载流子 会沿着电场方向运动，称 为漂移运动。
电流放大效应
电流放大效应是指三极管能够 控制较大电流的能力，从而实 现信号的放大。
当基极电流发生变化时，集电 极电流会发生更大的变化，从 而实现电流的放大。
电流放大倍数：描述三极管放 大能力的一个参数，其值等于 集电极电流与基极电流之比。
电流放大器
将变化的输入电流转换为相应的输 出电流，用于测量和控制电路。
开关电路
逻辑门电路
利用三极管的开关特性， 实现逻辑门的功能，如与 门、或门、非门等。
继电器
利用三极管作为控制开关， 实现对大电流或高电压电 路的通断控制。
开关电源
利用三极管的开关特性， 将输入电压转换为稳定的 输出电压，用于各种电子 设备。
振荡器
1 2 3
深入浅出常用元器件系列——BJT
深入浅出常用元器件系列——BJT一.晶体管主要参数晶体管主要参数我们在课本上都学习过，这里不多说。
只是提示几个简单忽视的问题。
1.放射结反向，这是晶体管的一个极限参数，也就是说假如这个参数超额用法晶体管很简单损坏。
在datasheet中这个参数用V(BR)EB。
这个参数的是指，当集电极开路时，放射极-基极的反向击穿电压。
在正常工作状态时，放射结是正偏的或截止的，不存在问题。
然而在某些场合，例如工作开关状态时，因为寄生参数的影响，放射结上有可能浮现较大的反向电压击穿晶体管。
所以在设计时需要当心考虑这个参数。
2.集电极最大允许这是晶体管另外一个极限参数，顾名思义，指晶体管集电极允许流过的最大电流。
但这个参数普通只具有参考意义，并Ic小于Icm晶体管就一定可以正常工作，Ic大于Icm晶体管也不一定烧毁。
当Ic过大时，电流放大系数会下降，当下降到一定值时的Ic值即为Icm，所以当工作电流大于Icm时，BJT不一定会烧坏。
另外，Ic还受制于晶体管的允许最大功率(Pcm)，晶体管上损耗的功率不只跟工作电流Ic有关，还有晶体管的两个PN结压降有关，所以，晶体管工作电流Ic小于Icm 时，也有可能会浮现晶体管功率已经达到Pcm，晶体管可能会被烧毁。
3.电流放大系数晶体管有两个电流放大系数，即沟通放大系数和直流放大系数，明显两个含义不同(详细请查阅教材)，但是在普通状况下两者相差不大，可认为相等。
BJT的datasheet中普通只给出直流放大系数。
二. 晶体管开关电路因为教材里面更多的介绍晶体管放大电路，晶体管开关电路相关内容较少，以至于无数学生在接触到晶体管开关电路时，无所适从。
下面介绍了从共射极放大电路到晶体管开关电路的演化过程。
(a)为普通的共射级放大电路，为了获得直流增益，去掉输入输出耦全，得到(b)。
进一步为了提高放大倍数，去掉放射极Re,变为(c)。
这样一来，也就没有须要加基极偏置电压，当输入信号为0V时，晶体管截止，所以集电极也没有须要流过无用空载电流，因此去掉偏置用电阻R1构成(d)。
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2.4 BJT的工作状态
• BJT特性的折线化
练习：测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图所示。在圆圈中
画出管子，分别说明它们是Si管还是Ge管。
解题思路与分析： （1）BJT硅管和锗管主要区别 硅管发射结导通电压约为0.7V 锗管发射结导通电压约为0.2V （2）放大电路中的BJT，管脚电位居中的为基极 电位与之相差为0.7V(硅管)或0.2V(锗管)的管脚为发射极 另一极可确定为集电极 （3）处于放大状态时，NPN与PNP管各极电压区别 NPN：UC > UB > UE （集电极电位最高） PNP：UE > UB > UC （集电极电位最低）
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2.5 BJT的主要参数
• 课堂练习
某晶体管的极限参数PCM = 200 mW，ICM = 100 mA，U(BR)CEO = 30 V， 若它的工作电压UCE为10 V，则工作电流不得超过 20 mA；若工作电 流IC = 1 mA，则工作电压不得超过 30 V。
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2.1 双极型晶体管简介
为什么有孔？
小功率管
中功率管
大功率管
• BJT的结构与符号
在同一片半导体晶体基片上，按类似夹心饼干的样式做出P型半导体和N型半 导体，并且在结构和工艺上满足一定的要求，就可以制作出双极型晶体管。 BJT分为NPN型和PNP型。
BJT有三个极、三个区、两个PN结
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讨论
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讨论
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讨论
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University of Electronic Science and Technology of China
练习：测得设所有的二极管和三极管均为硅管。
判断图示电路中T1、T2、T3的工作状态。（浙大2004）
截止
饱和
接反 截止
UB要等于大约1.8V 时发射结和二极管 才能导通。
E结正偏导通，UE=5.3V。 若UC>UB，T2处于放大状态： IC≈IE=5.3mA， UC=12-5.3×3=−3.9V，矛盾！
2.4 BJT的工作状态
• BJT的三个工作区
uBE 截止 放大 ＜Uon ≥ Uon
uCE VCC ≥ uBE
iC ICEO βiB
饱和
≥ Uon
≤ uBE
＜βiB
晶体管工作在放大状态时，输出回路的电流 iC几乎仅仅决定于输入回 路的电流 iB，即可将输出回路等效为电流 iB 控制的电流源iC。
BJT放大时的电流分配 iE=iB+iC
IC IB
iC iB
直流电流 放大系数 交流电流 放大系数
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2.1 双极型晶体管---三极管如何放大电流
放大状态时重要关系 三极管像一个水槽
IC I B
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2.1 双极型晶体管简介
补充知识
常用半导体器件
何 松 柏
电子工程学院
University of Electronic Science and Technology of China
第一章 常用半导体器件
1.半导体二极管
2.场效应晶体管（FET） 3.双极型晶体管（BJT）
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1
放大器件
实例引入—肌电信号放大
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三极管像一个水槽
三极管B极上的微小电流可以控制C极的较大电流
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2.1 双极型晶体管---三极管如何放大电流
放大状态时重要关系
uC >uB>uE 三极管像一个水槽 uC<uB<uE
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2.1 双极型晶体管---三极管如何放大电流
放大状态时重要关系 三极管像一个水槽
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UC<UE，UB=2.1V， 集电结正偏，发射 结反偏，管子反着 工作。电流很小。
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2.5 BJT的主要参数
• 直流参数： 、 、ICBO、 ICEO
IC IE
iC iE 1
• 交流参数：β、α、fT（使β＝1的信号频率）
• 极限参数：ICM、PCM、U(BR)CEO
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2.4 BJT的工作状态
• BJT的三个工作区
仿真练习：利用EWB-Multisim分析图示电路在V2小于何值时晶体管截
止、大于何值时晶体管饱和。
约小于 0.5V时 截止 以V2作为输入、以BJT的c极 作为输出，采用直流扫描的方法 可得！
约大于 1V时 饱和
描述输出电压与输入电压之间函数关系的曲线，称为电压传输特性。 模拟电路基础课程组
集电极 最大电流 c-e间击穿电压 最大集电极耗散功率 PCM＝iCuCE=Constant
安全工作区
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2.5 BJT的主要参数
• 讨论
PCM iCuCE
uCE=1V时的iC就是ICM
2.7
iC iB
U(BR)CEO
U CE
由图示特性求出PCM、ICM、U (BR)CEO 、β。
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2.1 双极型晶体管简介
• BJT的放大作用
BJT、FET，都可以用于放大器或作为电子开关。
BJT放大的外部条件： 发射结正偏，集电结反偏
uC>uB>uE
uC<uB<uE
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2.1 双极型晶体管简介 放大示意
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2.1 双极型晶体管---三极管如何放大电流
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放大器模型
BJT,FET,OA
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实用耳机放大器
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2. 双极型晶体管（BJT）
2.1 双极型晶体管简介
2.2 共射输入特性和输出特性（V-I）
2.3 温度对晶体管特ຫໍສະໝຸດ 的影响 2.4 BJT的工作状态与折线等效 2.5 主要参数
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2.4 BJT的工作状态
• BJT特性的折线化
练习：测得Si-BJT各极对地电压值如下，试判别管子工作在什么区。
（1）UC=6V，UB=0.7V，UE=0V； （3）UC=6V，UB=6V，UE=5.4V； （4）UC=6V，UB=4V，UE=3.6V； UC>UB，UBE=0.7V，放大 UC=UB，UBE=0.7V，临界饱和 UC>UB，UBE=0.4V，截止 （2）UC=0V，UB=−5.3V，UE=−6V； UC>UB，UBE=0.7V，放大
饱和区
I B 常数
像PN结的伏安特性 UCE增大曲线右移 UCE增大到一定值 曲线右移就不明显了
iC
iB
放 大 区
iC iB
U CE 常量
截止区 对于小功率晶体管，UCE大于1V的 某条输入特性曲线，可以取代UCE大于 1V的所有输入特性曲线。 模拟电路基础课程组
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uCE小于uBE时，iC随uCE变化很大， 进入放大状态后，输出特性曲线几乎是 横轴的平行线。
输出特性
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2.2 共射输入特性与输出特性
输出特性
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2.2 共射输入特性与输出特性
【例】三极管的饱和状态：判断三极管是否达到饱和状态。
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2.2 共射输入特性与输出特性
【例】三极管的放大状态：假设三极管型号为2N3906（PNP），处于放大状态， 当C极电压VC=-3V时，计算IC、IB，并确定B极电阻RB的阻值。
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2.4 BJT的工作状态
• BJT特性的折线化
工作状态分析
发射结导通？ No 截止状态
Yes
临界饱和时IC=？ 此时所需的IB=？
放大状态
Yes
IC I B
实际的IB小于饱和所需？
No
饱和状态
IC I B
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2.4 BJT的工作状态
• BJT特性的折线化
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2.4 BJT的工作状态
• BJT特性的折线化
当发射结反偏，集电结反偏时，BJT截止 iB=0 iC=0 iE=0
当发射结正偏导通、集电结反偏时，BJT处于放大状态 uBE=UBE(on) iC=βiB iE=(1+β)iB
当发射结正偏导通、集电结也正偏时，BJT饱和 uBE=UBE(on) uCE=UCES iC<βiB
少数载流 子的运动
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，扩散到基区 的电子只有极少数与空穴复合
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。
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穿透电流
ICEO (1 )ICBO
集电结反向饱和电流
● ICEO—穿透电流，当IB=0，在集电极电源VCC作用下集 电极与发射极之间形成的电流 ● ICBO—是发射极开路时，集电结的反向饱和电流
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2.2 共射输入特性与输出特性
输入特性
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