晶体三极管及其应用全解PPT课件

模 拟电子技术
晶体三极管
一、晶体三极管的结构与原理 二、晶体三极管的特性曲线 三、晶体三极管的工作状态 四、晶体三极管的主要参数 五、晶体三极管的识别与检测 六、晶体三极管的选用
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一、晶体三极管的结构与工作原理
1、三极管结构、符号和分类
collector
集电极 C
— 集电区
N 集电结
3、温度对特性曲线的影响
（1） 温度升高，输入特性曲线向左移。
iB
T2 >T1
O
u BE
温度每升高 1C，UBE (2 2.5) mV。
温度每升高 10C，ICBO 约增大 1 倍。
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（ 2） 温度升高，输出特性曲线向上移。
iC T2 > T1
O
iiiBBB=== 000uCE
温度每升高 1C， (0.5 1)%。
基极 B P — 基区
B
base
N
发射结 — 发射区
发射极 E emitter
C
C P N P
E C
B
NPN 型 E
B
PNP 型 E
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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 源自文库功率管 0.5 1 W 大功率管 > 1 W
◇双极型半导体三极管（BJT,Bipolar Junction Transistor），
又称为晶体三 极管，简称三极管。因工作时有空穴和电子两种 载流子参与导电而得名。
◇单极型半导体三极管又称场效应管（FET,Field Effect Transistor），它是一种利用电场效应控制输出电流的半导 体三 极管，工作时只有一种载流子（多数载流子）参与 导电，故称单极型半导体三极管。
二、晶体三极管的特性曲线
1、输入特性
iBf(uBE)uCE常 数 uCE 0
与二极管特性相似
输入 回路
输出 回路
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iB
uCE0
uC E1V
O
uBE
uCE 0 特性右移(因集电结开始吸引电子) uCE1V 特性基本重合(电流分配关系确定)
导通电压 UBE(on)
硅管： (0.6 0.8) V 锗管： (0.2 0.3) V
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第6讲
晶体三极管及其应用
教学目标
1. 了解三极管的结构，理解其工作原理； 2. 掌握三极管的伏安特性和主要参数； 3. 会判断三极管的工作状态。
教学重点
三极管的性质及工作状态判断
教学难点
三极管的电流放大原理
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半导体三极管
◇半导体三极管具有电流放大作用，它分为双极型和 单极型两种类型。
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2、三极管的电流放大原理
（1） 三极管放大的条件
内部 条件
发射区掺杂浓度高 外部 基区薄且掺杂浓度低 条件
集电结面积大
发射结正偏 集电结反偏
（2） 满足放大条件的三种电路
E ui
C
B
B uo ui
C
E
uo E
B ui
uo C
共基极
共发射极
共集电极
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（3）三极管内部载流子的传输过程
iC / mA 4饱
50 µA
3和 区
40 µA 放大区
30 µA
条件：两个结正偏 2
20 µA
特点：IC IB
1
10 µA
ICEO
截止区 IB = 0
O2 4
6 8 uCE /V
临界饱和时：uCE = uBE
深度饱和时：
UCE(SAT)=
0.3 V (硅管) 0.1 V (锗管)
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输出特性曲线间距增大。
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三、晶体三极管的工作状态
三种工作状态 判断导通还是截止：
以 NPN为 例： UBE > U(th) 则导通 UBE < U(th) 则截止
状态
放大
饱和 临界 截止
电流关系
I C = IB I C IB ICS = IBS
IB < 0, IC = 0
条件
发射结正偏 集电结反偏 两个结正偏 集电结零偏
共射极放大电路
iB b +
c + iC
uCE
uBE - e -
UCC
UBB
iE
表1-1 电流单位：mA
iB 0 0.02 0.04 0.06 0.08
0.10
iC <0.001 0.70 1.50 2.30 3.10 3.95
iE <0.001 0.72 1.54 2.36 3.18 4.05
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（2）放大区
ICIBICEO
条件：发射结正偏 集电结反偏
iC / mA
4
50 µA
3
40 µA 放大区
30 µA
2
20 µA
特点：
1
水平等间隔 ICEO
O
10 µA
截止区 IB = 0
24
6 8 uCE /V
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（3） 饱和区
uCE u BE
uCB = uCE u BE 0
取 0.7 V 取 0.2 V
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2、输出特性
iC f(uC )E iB常 数
4
（1）截止区：
IB 0
3
IC = ICEO 0
2
iC / mA
（动画2-2）
50 µA 40 µA 30 µA 20 µA
条件：两个结 均反偏
1
ICEO
O
10 µA
截止区 IB = 0
24
6 8 uCE /V
I CBO
① 发射区向基区注入多子
I CN
电子， 形成发射极电流 IE。
IB
I BN
IE
(动画2-1)
②电子到达基区后
(基区空穴运动因浓度低而忽略) 多数向 BC 结方向扩散形成 ICN。
少数与空穴复合，形成 IBN 。
基区空 基极电源提供(IB) 穴来源 集电区少子漂移(ICBO) 即： IBN IB + ICBO
两个结反偏
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判断饱和还是放大：
（1） 电位判别法
NPN 管
UC > UB > UE UE < UC UB
放大 饱和
PNP 管
UC < UB < UE
I CN IC ICB O
I BN
IB ICBO
IC IB (1)ICB O IB ICE 穿O 透电流
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IE = IC + IB
ICIBICEO
IE(1)IBICEO
IEICIB
IC IB
IE (1)IB
IEICIB
IC IB
IE (1)IB
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实验
IB = IBN – ICBO
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I CBO
IB
IC I CN
I BN
IE
③ 集电区收集扩散过 来的载流子形成集 电极电流 IC
I C = ICN + ICBO
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（4）三极管的电流分配关系
IB = I BN ICBO
IC = ICN + ICBO
当管子制成后，发射区载流子浓度、基区宽度、集 电结面积等确定，故电流的比例关系确定，即：