半导体器件半导体三极管

截止区
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3、晶体管的三个工作区域
状态 截止 放大
发射结
＜UBE(th) ≥ UBE(th)
集电结 反偏 反偏
饱和
≥ UBE(th)
正偏
IC 0(ICEO)
βiB
＜βiB
硅:UCES ≈0.3V
锗: UCES ≈0.1V
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4、电压放大原理
ΔiC
ΔiB
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集电区： 面积大 集电结
基区： 多子浓 度很低，且很薄
发射结
发射区： 多子浓度高
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二、三极管的电流放大原理
1、一组试验数据分析
IC
IB
mA
A
VCC
RB
V UBE
V UCE
VBB
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2、三极管放大的内部外部条件
c
三极管若实现放大，必须
b
从三极管内部结构和外部
所加电源的极性来保证
NPN e
NPN放大的外部条件：
uBE
U
（发射结正偏）
BE(th)
uCB
0，即uCE
uB（E 集电结反偏）
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3、三极管内部载流子的运动
cc
因集电区面积大，在外 电场作用下大部分扩散
ICN
到基区的电子漂移到集
N R电C区
b RB IBN
eee
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因基区薄且多子浓度低，
P
使极少数扩散到基区的
方向是关联的。
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uBE
三极管电流方程：iE IEBS (e UT 1)
rbe rb'b rb'e
rb'e
(1
)
UT I EQ
rb’b基区的体电 阻,查阅手册
发射结电阻
静态电流
rbe
200()
(1
)
26(m V ) IEQ (mA)
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b ib rbb b
1.2 半导体三极管
一、三极管的结构和符号 二、三极管的电流放大原理 三、三极管的共射输入特性和输出特性 四、主要参数 五、温度对三极管特性的影响 六、电路模型
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2
一、三极管的结构和符号 c
b
集电极c
NPN e 基极b c
b
PNP e
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N P N
发射极e
Cbe rbe
c gmube
e
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Βιβλιοθήκη Baidu
路等效为电流
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iB
控制的电流源iC
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例：测得工作在放大电路中几个晶体管三 个电极的电位U1、U2、U3分别为：
1）U1=3.5V、U2=2.8V、 U3=12V 2）U1=6V、 U2=11.8V、 U3=12V
判断它们是NPN型还是PNP型？是硅管还 是锗管？并确定e、b、c。
NPN放大：VC VB VE PNP放大: VC VB VE
3、假设法
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iB
uI
- UBE(on) Rb
5 - 0.7 100
43A
集 电 极 饱 和 电 流iCS：
iCS
VCC - UCES RC
12 5
2.4m A
临界饱和时的： iCS 56
iB
临 界基 极 饱 和电 流IBS：iBS
iCS
饱 和 ：i i 2021/3/6
B
BS
放 大 ：iB iBS
安全工作区
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c-e间击穿电压
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五、温度对三极管的影响
T (℃) ICEO
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uBE不变时iB ，即iB不变时uBE 23
六、电路模型 1、大信号模型
IB B
UBE(on)
E
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放大状态
IC C
IB
E
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IB B
IC C
IB B
UBE(on) E
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E IC
C UCES
E
E 截止状态
饱和状态,等效 于开关闭合
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2、小信号模型
晶体管的b、e之间
1）低频 简化π型等效电路可用rbe等效代替
ib
ic
b ib +
ic
c
+
+
ube
-
+
uce
-
ube rbe
ib uce
晶体管的c、e之间 可用一受控电流源 ic=ib等效代替
-
-
e
电流方向与ib的
c 很大，基区宽度效应
rbe
e
ib rbb b
b rbe
e
βib rce
rce
VA ICQ
,
VA厄 尔 利 电 压
c
gmube gm rb'e 38.5IEQ
跨导：自变量是交流电压
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2)三极管的高频微变等效电路
手册查得
集电结电容
发射结 b 电容
由fT计 算得到 e
rbb b Cbc
ICN IC
IE IE
ICN IC
IBN IB
共基极直流电流放大 系数：0.95-0.99
共发射极直流电流放 大系数：几十到几百
IC IB （1 ）ICBO IB IE IC IB （1 ）IB
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例:某放大电路中BJT三个电极的电流如图所示。
IA＝-2mA,IB＝-0.04mA,IC＝+2.04mA,试判断管
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四、主要参数 1、电流放大系数 、、、 2、极间反向饱和电流ICBO、ICEO
有害电流，由 少子运动形成
穿透电流
IC IB (1 ）ICBO
I (1 ）I 2021/3/6
CEO
CBO
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3、极限参数：ICM、PCM、U（BR）CEO 最大集电极耗散 功率PCM=iCuCE
最大集电 极电流
描述电流的 微小 变化 之间的关系
交流电流放大系数：
iC
iB
iC iE 1
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1.什么是传统机械按键设计？
传统的机械按键设计是需要手动按压按键触动PCBA上的 开关按键来实现功能的一种设计方式。
传统机械按键结构层图：
按
PCBA
键
开关 键
传统机械按键设计要点：
1.合理的选择按键的类型， 尽量选择平头类的按键，以 防按键下陷。
电子与空穴复合
N
VCC
因发射区多子浓度高使
大量电子从发射区扩散
到基区
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少数载流 子的运动
cc ICBO
IB IBN - ICBO IBN IC ICN ICBO ICN IE IB IC
IB b
RB IBN
IC ICN N P N
e e
RC VCC
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5、电流分配关系
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例：
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通过uBE是否大于UBE(th) 判断管子是否导通
1、分别分析uI=0V、5V 时T是工作在截止状态
还是导通状态；
2、已知T导通时的UBE ＝0.7V，若当uI=5V， 则β在什么范围内T处于
放大状态，在什么范围
内T处于饱和状态？
判断饱和、放大的一般方法：
1、电位法 2、电流判别法
2.开关按键和塑胶按键设计 间隙建议留0.05~0.1mm，以 防按键死键。
3.要考虑成型工艺，合理计 算累积公差，以防按键手感 不良。
IB+ib IE+ie
IC+ic
+ RL UO+uo
-
简单的电压 放大电路
ic ib uo -R L ib
晶体管工作在放大状态时，输出回路电流 iC几
乎仅仅决定于输入回路电流 iB；即可将输出回
脚、管型。
A
IA
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IB B
IC C
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三、三极管的共射输入特性和输出特性
1、输入特性
iB f (uBE ) uCE常 数
2、输出特性
iC f (uCE ) iB常 数
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1、输入特性
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。
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2、输出特性 iC f (uCE ) iB常数
饱对应于一个IB就有一条iC随uCE变为化什的么曲uC线E较。小时
和
iC随uCE变化很大？
区
为什么进入放大
放大区
状态，iC曲线几乎 是横轴的平行线？