第4讲 晶体三极管mm.

对应于一个IB就有一条iC随uCE变化的曲线。
为什么uCE较小时iC随uCE变 化很大？因这时集电结电场较 弱，不能全部收集全部非平衡 少子。为什么进入放大状态曲 线几乎是横轴的平行线？此时 集电结电场足以收集大部分非 平衡少子，收集能力已不能明 显提高。
iC
iB
放大区 截止区
iC iB
• （1）截止区；其特征是发射结电压小于开启电压 UON， 且集电结反向偏置。即对于共射电路，Ube小于UON且uCE 大于Ube。此时 IB=0，而ic小于ICEO。小功率硅管的ICEO 在 1µ A 以下，锗管的 ICEO 小于几十微安。因此在近似分 析中可以认为晶体管截止时的。
• （ 2 ）放大区：其特征是发射结正向偏置（ UBE 大于发 射结开启电压 UON ）且集电结反向偏置，即 uCE>uBE 。 IC =ß IB，表现出电流控制作用。 • （3）饱和区：其特征是发射结与集电结均处于正向偏 置，即对于共射电路ube>UON 且uce<uBE 。不存在电流放 大作用。Ic随uCE增大。
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 因发射区多子浓度高使大量 电子从发射区扩散到基区
基区空穴 的扩散
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。
IC=ICE+ICBOICE
NPN型硅三极管三种工作状态的特点
工作状态 偏 置 情 况 截 止
放
大
饱
和
工
发射结和集电 结均反偏
发射结正偏集 电结反偏
发射结和集电 结均正偏
作 特
集电极 电流 管压降 c、e等 效内阻
ic 0 VCEO VCC 很大，相当于 开关断开
ic = iB
ic=ics
VCC RC
VCE = VCC -icRC
EC
E
ICE 与IBE 之比称为电流放大倍数
I CE I C I CBO IC I BE I B I CBO IB
I C I B (1 )I CBO I B I CEO
式中ICEO 称为穿透电流，其物理意义是，当基极开 路（IB=0）时，在集电极电源VCC作用下的集电极与 发射极之间形成的电流，而 ICB0 是发射极开路时， 集电结的反向饱和电流。一般情况下 I B I CBO , 1
集电结反偏，有 少子形成的反向 电流ICBO。 B
C
ICBO
RB EB
ICE N P IBE N IE
E
从基区扩散 来的电子作 为集电结的 少子，漂移 EC 进入集电结 而被收集， 形成ICE。
IC=ICE+ICBO ICE C
IB=IBE-ICBOIBE
B
ICBO
RB EB
IB
ICE N P IBE N IE
，所以
I E (1 ) I B
要使三极管能放大电流，必须使发射结正 偏，集电结反偏。
• 电流分配：
IE＝IB＋IC
IE－扩散运动形成的电流 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
交流电流放大系数
I CEO (1 ) I CBO
U CE 常量
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
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 。
eP
VC< VB<VE
发射结压降: |UBE| = 0.7（0.6）V （硅管） |UBE| = 0.2（0.3）V （锗管）
与基极电位相差|UBE|的电极为发射极。
由三个电极的电位关系确定管型。
四、温度对晶体管特性的影响
• 由于半导体材料的热敏性，晶体管的参数几乎都与温 度有关。对于电子电路，如果不能解决温度稳定性问 题，将不能使其实用，因此了解温度对晶体管参数的 影响是非常必要的。 • 一．温度对ICBO的影响
第四讲
晶体三极管
第四讲 晶体三极管
一、晶体管的结构和符号 二、晶体管的放大原理 三、晶体管的共射输入特性和输出特性 四、温度对晶体管特性的影响 五、主要参数
双极型三极管
• 晶体三极管中有电子和空穴参与导电，故称之为双极 型晶体管（BJT），又称半导体三极管。 1.分类
按材料分：硅管、锗管 按结构分：NPN型、PNP型 按频率分：高频管、低频管 按功率分：小功率、大功率 2.内部结构和放大的条件
因发射区注入基区的非平衡少子一部分 越过基区和集电结形成电流iC
为什么UCE增大到一定值曲线右移 就不明显了？因集电结的电场已足够
强，非平衡少子都已收集到集电区
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。
3. 输出特性
饱和区
iC f (uCE ) I B
内部结构：基区很薄且掺杂少，发射区掺杂高， 集电区面积大。 外部条件：所加电源的极性应使发射结正偏、 集电结反偏。
一、晶体管的结构和符号
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。
二、晶体管的放大原理及各级 电流关系
（发射结正偏） uBE U on 放大的条件 （集电结反偏） uCB 0，即 uCE uBE
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？
三、晶体管的共射输入特性和输出特性
• 1.测试电路简介
mA
RC
VCC
V
RB VBB
A
b c
V
e
NPN三极管的共射极放大电路
2.输入特性
iB f (u BE ) U CE
为什么像PN结的伏安特性？
相当于两个二极管并联。
为什么UCE增大曲线右移？
VCES 0.3V 很小，相当于 开关闭和
点
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可
变
举例说明
根据给出的各电极电位确定 放大管的管型和管脚。
C
7.5
3.5
3.2 E
1、识别管脚
B
2、判断管型
7.5>3.5>3.2
VC>VB>VE
NPN型锗管。
放大条件：发射结正偏、集电结反偏 cN cP bN bP
eN
VC> VB> VE 基极电位的大小处于中间。