半导体三极管

（PNP） 3
VBE - 0.7V VCE <-0.3V
20A IB=0
6 9 12 vCE(V)
4
（NPN） 3
VBE 0.7V
VCE <0.3V 2
（PNP）
VBE -0.7V 1
VCE >-0.3V
iC(mA ) 36
此区域中vCEvBE, 集电结正偏， iB>iC，1v0C0E0A.3V 称为饱和80区A。
共发射极接法、共集电极接法、共基极接法
IB B
E
IC C
E
IB B
C
IE
IE
IC C
EE
CB
B
无论哪种连接方式，要使BJT有放大作用，都必须 保证发射结正偏、集电结反偏，其内部的载流子传 输过程相同。
电流传输方程
I C I B I C N I C B O I B N I C B O I C N I B N I E
IB
VBB
-
Rc
+
VCC
-
IE
晶体三极管的型号
国家标准对半导体晶体管的命名如下: 3 D G 110 B 用字母表示同一型号中的不同规格
用数字表示同种器件型号的序号 用字母表示器件的种类 用字母表示材料 三极管
第二位：A锗PNP管、B锗NPN管、 C硅PNP管、D硅NPN管
第三位：X低频小功率管、D低频大功率管、 G高频小功率管、A高频大功率管、K开关管
VCC V VCE
VBB
实验线路
1.输入特性曲线 iBf(vBE )|vCE 常 数
vCE =0.3V vCE=0V
IB(A)
80
60
结论：三极管输入特性与 二极管相似,但vCE增大时， 曲线略向右移
vCE 1V
若忽略vCE的影 响，三极管的
输入端可近似
用二极管表示
40
工作压降：
20
硅管vBE0.6~0.7V
2.集-基极反向截止电流ICBO
ICBO A
ICBO是集 电结反偏 由少子的 漂移形成 的反向电 流，受温 度的变化 影响。
3. 集-射极反向截止电流ICEO
集电结反
ICEO= IBN+ICBO=(1+ )ICBO
偏有ICBO C
B ICBO IBN N
P
ICEO受温度影响很大， 当温度上升时，ICEO 增加很快，所以IC也 相应增加。三极管的
60A 40A
20A IB=0 9 12 vCE(V)
4
（NPN）
VBE <0.7V 3
（PNP）
VBE >-0.7V
2
iC(mA )
此1区00域A中 :
ivBB=E80<0,i死CA=区IC电EO, 压，60称A为截 止区40。A
1
20A
iB=0
3 6 9 12 vCE(V)
共射输出特性演示
输出特性三个区域的特点:
于哪个区？
IB B C
RC
VCE
RB VBE E
VBB
VCC
ICS临界饱和电流：
IC SV C CR C V C E SV R C C C1 6 22m A 当VBB =-2V时： IB=0 ， IC=0 Q位于截止区
例：
IC
=50， VCC =12V，
RB =70k， RC =6k 当VBB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位
1. 电流放大倍数
共射直流电流放大倍数：
IC IB
共基极直流电流放大倍数:
___
IC
IE
工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流
上的交流信号。基极电流的变化量为IB，相应的集 电极电流变化为IC，则交流电流放大倍数为：
IC IB
一般可以认为
共基极交流电流放大系数定义为：
IC IE
1
思考：试判断三极管的工作状态
5V
-0.2V
0V
0.7V
0V (a)
-6V
0.3V
0V (b)
3V
-3V (c)
-2.7V 1V
-3.7V
-3V (d)
0.3V
0V (e)
-0.7V
0V (f)
于哪个区？
IC
IB B C
RC
VCE
RB VBE E
VCC
VBB
VBB =5V时:
IBV B BR B V B E5 70 0.70.061m A
ICIB 5 0 0 .0m 6 1 A 3 .0 5mA
IC> ICS(2 mA)， Q位于饱和区。(实际上，此时IC和
IB 已不是的关系）
四、主要参数
ICEO (1)ICBO 组态无关
1
3、在一定的电流范围内，与
为间成常线数性，控则制IC与关I系E，。IC与IB之
三、特性曲线（共射电路）
输入特性曲线
输出特性曲线
iB
b
+
iBf(vBE )|vCE 常 数
vB_E
e
iCf(vCE )|iB常数
iC c
+
vCE
_
e
IB
A
RB
V VBE
IC mA
RB VBB
I ICBO CN N
P
IBN
N
I EN
E IE
VCC
IEIENIBNIC N
内部载流子传输过程演示
电路符号
NPN C
IB
IC
B
IE
箭头方向表 示发射结加
E
正偏时的实
际电流方向
PNP C
IB
IC
B IE
E
晶体三极管又称双极性器件，是电流控制型 器件，其主要作用是放大电信号。
三种连接方式
温度特性较差。
IBN
ICBO进入N E
区，形成
N
根据放大关系， 由于IBN的存 在，必有电流
IBN。
IBN。
4.集电极最大电流ICM
集电极电流IC上升会导致三极管的值的下降， 当值下降到正常值的三分之二时的集电极电 流即为ICM。
5.集-射极反向击穿电压
当集--射极之间的电压VCE超过一定的数值时， 三极管就会被击穿。手册上给出的数值是 25C、基极开路时的击穿电压V(BR)CEO。
Biblioteka Baidu
I EN
E
电流IBN ，多数 扩散到集电结。
集电结反偏， 有少子形成的
反向电流ICBO。B
RB
VBB
C
I ICBO CN N
P
IBE
N
I EN
E
从基区扩 散来的电 子作为集 电结的少
子，漂V移CC
进入集电 结而被收 集，形成 ICN。
IC=ICN+ICBO ICN C
IB=IBN-ICBOIBN B IB
6. 集电极最大允许功耗PCM
• 集电极电流IC 流过三极管，
所发出的焦耳
iC ICM
热为：
PC =ICVCE
• 必定导致结温 上升，所以PC 有限制。
PCPCM
安全工作区
ICVCE=PCM
V(BR)CEO
vCE
晶体三极管的温度特性
1 对VBE（on）的影响 温度每升高1ºC， VBE（on）减小2-2.5mv
于哪个区？ VBB =2V时：
IB B C
RC
VCE
RB VBE E
VBB
VCC
IBV B B R B V B E2 70 0.70.019m A
ICIB5 00.09 1m 0 A.95mA
IC< ICS (2mA) ， Q位于放大区。
例： =50， VCC =12V，
RB =70k， RC =6k 当VBB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位
2 对ICBO的影响 温度每升高10ºC， ICBO 增大一倍
3 对的影响 温度每升高1ºC，增大0.5~1％
最终使IC随温度升高而增大
注意：
PNP型三极管，要保证发射结正偏，集电 结反偏，外加电源极性应与NPN管相反。
PNP型三极管
NPN型三极管
IC
Rb
-
IB
VBB
+
Rc
-
VCC
IE
+
IC
Rb
+
0.4 0.8
vBE(V)
锗管vBE0.2~0.3V
2.输出特性曲线 iCf(vCE )|iB常数
此区域满4 足IC=IB 称为线性3 区（放大 区）。 2
iC(mA )
当VCE大于一 定的1数00值A时， IC只与IB有关， IC=8I0B。A
60A
40A
1
（NPN）
VBE 0.7V VCE >0.3V
ICN与IBN之比称为共射直流电流放大倍数
ICN ICICBOIC
IBN IBICBO IB
ICN与IE之比称为共基极直流电流放大倍数
ICN IE
a
1 a
因 ≈1, 所以 >>1
电流传输方程
IE ICIB
注意: 1、只有三极管工作在放大模
ICaIEICBO 式，上述基本关系式才成立
IC IBICEO 2、上述电流分配基本关系式与
3.1 半导体三极管(BJT)
一、基本结构
C NPN型
集电极
N
B
P
基极
N
集电极 C PNP型
P
B
N
基极
P
E
发射极
E
发射极
二、 电流放大原理
基区空穴
C
向发射区
发射结正偏，
的扩散电
发射区电子
流IEP可 忽略。
B
N 不断向基区
扩散，形成
P 发射V结C电C 子
I E P IBN
N 扩散电流IEN。
进入P区的RB电子 少 空部穴分复与 合V基 ，BB区 形的 成
(1) 放大区：发射结正偏，集电结反偏。
即： iC=iB , 且 IC = IB
(2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。
即：vCEvBE ， iB>iC，vCES0.3V
(3) 截止区： vBE< 死区电压， iB=0 ， iC=ICEO 0
例：
IC
=50， VCC =12V，
RB =70k， RC =6k 当VBB = -2V，2V，5V时， 晶体管的静态工作点Q位