半导体二极管和晶体管精选PPT课件

iB f (uBE)uCE常数
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iB/ μA UCE＝0 UCE≥1
90
IC
c
I C1
ICN
N
60 30
0
b
IB RB
0.5 0.7 0.9 u BE/ V UBB
IEP
IBN
P
N IEN e IE
RC UCC
(1) 当vCE=0V时，晶体管相当于两个并联二极管，i B 很大，曲线明显左移。
常用其中两个分别作输入、输出端，第三个作
公共端，这样可以构成输入和输出两个回路。
实际中，有下图所示的三种基本接法(组态)，
分别称为共发射极、共集电极和共基极接法。
其中，共发射极接法更具代表性，所以我们主
要讨论共发射极伏安特性曲线。
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晶体管在电路中的连接方式
iB b
输入 回路
iC
4、集电区的面积则比发射区做得大，这是三 极管实现电流放大的内部条件。
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4.3.2 晶体管的电流放大原理
（以NPN管为例）
1、放大状态下晶体管中载流子的运动
BJT 处于放大状态的条件： 内部条件：
发射区重掺杂(故管子e、 c极不能互换) 基区很薄(几个m) 集电结面积大 外部条件： 发射结正偏 集电结反偏
IE IBIC
IEP :基区向发射区扩散所
b IB RB
UBB
IBN
IEP e
P
N IEN IE
形成的空穴电流(很小)
IC
IB b
c
:集电区与基区之间的漂移运动
e
所形成的电流(很小)
IE
RC
15V UCC
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晶体管是流控元件
晶体管的主要功能： 电流控制
IC c
ICBO
ICN
N
（基极电流控制集电极 b
（emitter） e
N
发射极 发射区
P
基区
N （collcector ）
集电区 集电极
b
c
NPN
b（base）
基极
(a) NPN管的原理结构示意图
e (b) 电路符号
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晶体管的结构
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符号中发射极上的箭 头方向，表示发射结 正偏时电流的流向。
c b
PNP
e
4.3 晶体管
晶体三极管又称为半导体三极管、双极型 晶体管，简称晶体管。是电子电路主要的有源 器件，可用来放大、振荡、调制等。
几种常见晶体管的外形
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4.3.1 晶体管的结构及其类型
晶体三极管的结构示意图如下图所示。 它有两种类型:NPN型和PNP型。
发射结
集电结
符号中发射极上的箭 头方向，表示发射结 正偏时电流的流向。
外加偏置电压要求
对 NPN管 UC ＞ UB＞ UE
对 PNP管 要求 UC ＜ UB ＜ UE
UB
UC
UB
UC
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UE
UE
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2、电流分配关系
晶体管三个电极上的电流与内部 载流子传输形成的电流之间有如下关系：
c ICBO
IC
ICN N
IE IEN IEP IBN ICN IEP IB IBN IEP ICBO IC ICN ICBO
电流）
IB
电流放大
（放大的比例关系一定）
IC IB
IBN
P
N IEN e IE
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1、直流电流放大系数
共射极直流电流放大系数 反映扩散到集电区的 电流ICN与基区复合电流IBN之间的比例关系，
ICNIC ICBO
IBN IBICBO
一般
20~ 200
含义：基区每复合一个电子，就有 个
c
输出 回路
iB b
iE
e
iE
e
iC c
e
c
b
(a)共发射极
(b)共集电极
(c)共基极
晶体管的三种基本接法（组态）
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晶体管的特性曲线
概 念 特性曲线是 指各电极之 间的电压与 电流之间的 关系曲线
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输入特性曲线
输出特性曲线
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下面以共射极电路为测试电路
RC
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对晶体管 发射区的作用是：向基区注入载流子； 基区的作用是：传送和控制载流子； 集电区的作用是：收集载流子。
管内载流子的运动情况如下图所示。
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09.在01.2三0集21极电另管结外内2上3,有.基电集1存两为.区发子电在种双集射在区载极漂电流区基型收移区子三向区集运参本极基中扩动与管身区的散，导，存注扩过由电记在入散来，此为的电故与的B形J少称子复T电成此子合子电种，流三I极CB管O 8
4
IB＝40¦ÌA
饱3 和 区2
放 30¦ÌA
大
20¦ÌA
区
10¦ÌA
1 0¦ÌA iB＝－ICBO
0
5
10
15
uCE/V
截止区
共射输出特性曲线
电子扩散到集电区去。
若忽略 ICBO , 则
IC IB
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2、共射交流放大系数
iC
iB
常认为：
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பைடு நூலகம்
4.3.3 晶体管的特性曲线
•
晶体管伏安特性曲线是描述晶体管各极电
流与极间电压关系的曲线，它对于了解晶体管
的导电特性非常有用。晶体管有三个电极，通
(2) 1> uCE >0时，uCE↑，曲线右移，特别工作在饱和区时，移动 量更大。
（3）当 vCE>1V以后，由于集电结的反偏电压可以在单位时间内 将所有09.0到1.20达21 集电结边上的载流子拉到集电极，故iC不随vCE变化19， 所以同样的vBE下的 iB不变，特性曲线几乎重叠。
2 共射极输出特性曲线
＋ iC mA
－
RB
iB
μA
＋＋
UCC
UBB
uBE V
V uCE
－－
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RC
1 共射极输入特性曲线
＋
iC mA
RB
iB
－
共管射的组输态入晶特体性：UBB
μA
＋＋
UCC
uBE V
V uCE
－－
它是指一定集电极和发射极电压UCE下，三极管 的基极电流IB与发射结电压UBE之间的关系曲线。
共射组态晶体管的输出特性： 它是指一定基极电流IB下，三极管的输 出回路集电极电流IC与管压降UCE之间的 关系曲线。
iCf uCEiB常数
典型的共射输出特性曲线如图所示。由 图可见，输出特性可以划分为三个区域， 对应于三种工作状态。现分别讨论如下。
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iC/mA uCE＝uBE
(a) PNP型三极管的原理结构
(b) 电路符号
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P 集电区 集电极 发射区
b ＊基极结构特点
(a)
c 1、三区两c结 2、基b 区很薄
发射结 集电区
e
b
N＋
P
N型外延 N＋衬底
SiO2 绝缘层
集电结 基区
3、e区重掺杂
e NPN
c区轻PN掺eP 杂
(b) b区掺杂最轻
c
图：平面管(c结) 构剖面图