模拟电子技术 第二章 三极管和场效应管

uCE VCC ≥ uBE ≤ uBE
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 。
三极管工作状态及条件－实用（电压表判 断）
放大：发射结正偏，集电结反偏。 饱和：发射结正偏，集电结正偏。 截止：发射结反偏，集电结反偏。
A几百0.8 10
80
20 µA
10 µAuCE /V I6B = 08
（2）共基极电流放大系数
1 一般在 0.98 以上。
00 输出特性曲线间距增大。
0uCE
五、主要参数（数据手册－设计选用）
•
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
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
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。
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。
发射结正偏 集电结反偏
外加电源与管子的连接方式
NPN型管的连接方式 （自查资料）
PNP型管的连接方式
三极管内部载流子的传输过程(以NPN型为例)
I CBO
IC I CN
1) 在VBB提供的正偏电压作用 下,发射区向基区注入多子电子 ，形成发射极电流 IE。
IB
I BN
IE
(2基)电区子空到穴达运基动区因后浓度低而忽略
晶体管的放大原理
放大的条件uBE uCB
U
（发射结正偏）
on
0，即uCE uB（E 集电结反偏）
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，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。
双极型半导体三极管的实物图
金属封装 小功率管
塑封 小功率管
塑封 大功率管
金属封装 大功率管
（二）工作原理
三极管放大的条件（内因、外因或外部条件）－重点
内部 条件
发射区掺杂浓度高 基区薄且掺杂浓度低 集电结面积大
外部 条件
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？
iB
iC iB
UCE 常量
截止区 β是常数吗？什么是理想晶体管？什么情况下 ?
晶体管的三个工作区域
状态 截止 放大 饱和
uBE ＜Uon ≥ Uon ≥ Uon
iC ICEO βiB ＜βiB
管是基础，路是主体。 2.1.1 三极管的结构及分类
三极管是由两个PN结、三个杂
质半导体区域组成的，根据区域排列
次序可分为NPN型和PNP型两大类。
c
c
集电结 b
发射结
N
集电区
c
P
基区 b
N
发射区
e
集电结 b
发射结
P
集电区
c
b
N
基区
e
P
发射区
e
（a） NPN型
e
（b） PNP型
二极管控制电流方向，三极管控制控制电流间相互关系
安全工 作区
三、三极管的主要参数
1、电流放大系数
4 iC / mA 50 µA
（1） 共发射极电流放大系数
40 µA
— 直流电流放大系数
3
Q 30 µA
II23CB.40NN5110II0CB63AA
IC8B2O ICBO
IC IB
2
— 交流电流放大系数
1 O24
iC iB
(
2Βιβλιοθήκη Baidu
.45 1.65) 103 一1般0 为10几6十A
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？
二极管控制电流方向，三极管控制控制电流间相互关系
三、晶体管的共射输入特性和输出特性－重点
1. 输入特性
（三）温度对三极管特性曲线的影响
1. 温度升高，输入特性曲线向左移。
iB TT21>
温度每升高 1C，UBE (2 2.5) mV。
O
uBE
2. 温度升高，输出特性曲线向上移。
iC T2T>1
温度每升高 10C，ICBO 约增大 1 倍。
温度每升高 1C， (0.5 1)%。
O
iiiBBB===
第二章 三极管和场效应管
2.1 半导体三极管（学 习要点）
2.1.1 三极管的结构及分类－重点
2.1.2 三极管的放大作用－电流关系是重点
2.1.3 三极管特性曲线－工作状态及条件是重点 2.1.4 三极管的主要参数 2.1.5 三极管的检测及管脚判断
晶体管20世纪最伟大的发明，号称“三条腿的魔 术师”，几乎所有电子技术电路需要。
2.1.2 三极管的放大作用
1. 三极管放大的外部条件
三极管要实现放大作用的外部条件是 发射结正偏，集电结反偏。
对于NPN型管，从电位的角度来看， 三个电极间的电位关系为UC﹥UB﹥UE；
而PNP型管，极性正好相反，即 UE﹥UB﹥UC。
2. 三极管的内部载流子的作用及放大原理
NPN型三极管内部载流子运动规律 主要有以下几个过程。
)多数向
BC 结方向扩散形成
ICN≈IC
ICN。
少数与空穴复合，形成
IBN≈IB
IBN
。
基区空 基极电源提供(IB)
穴来源 集电区少子漂移(ICBO)
三个电极的电流关系: IE=IC+IB
直流电流放大系数: IC
IB
三极管控制电流关系－重点
• 电流分配：
IE＝IB＋IC
IE－扩散运动形成的电流
一、晶体管的结构和符号－ 重点
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。
因应用电路多样
晶体管号称三个脚的魔术师
主要用作开关和放大
三极管三个区域，其作用不同，因 而在制作时每个区的掺杂及面积均不相 同。基区很薄，掺杂浓度低，一般仅有 1微米至几十微米厚；发射区掺杂浓度 高，因而多数载流子浓度也很高；集电 结截面积要大于发射结截面积。三极管 的这种内部结构特点，是三极管能够起 电流放大作用的内部条件。