双极型晶体管电路

版权：孙文生
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2.1.2 晶体管的静态特性曲线
1. 输入特性
iB f (v ) BE vCE 常数
当vCE=0时, 输出短路 相当于两个PN结并联。
随着vCE的增大，集电结逐渐由 正偏转为反偏。集电区收集电子 能力加强，基极电流减小，曲线 右移。
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当vCE>1时, iB与vCE无关, 输入特 性曲线几乎集中为一条曲线。
iC iB
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放大区: iB 0 vCE vBE
iC iB ICEO
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2.1.2 晶体管的静态特性曲线
2. 输出特性
(1) 以iB为参变量
iC f (vCE ) iB 常数
放大区:
iB 0 vCE vBE
iC iB ICEO
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2. 共基极组态的电流传输关系
为表明发射极电流iE 对集电极电流iC 的控制作用, 引入定义:
iCn
iE
称为共基直流电流放大系数，表示到达集电极的电流iCn与
总发射极电流iE的比值，典型值: 0.950.995。
由
iC iCn I CBO
得 共基直流电路传输方程:
饱和
正偏
截止
反偏
反向
反偏
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集电结
反偏 正偏 反偏 正偏
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应用举例
实验测得甲、乙、丙三只硅NPN晶体管的极间电压如下表所 示，试分析它们的工作状态(放大、截止、饱和)。
VBE /V
VCE /V
工作状态
甲
－6
5
截止
乙
0.7
0.4
饱和
丙
0.7
5
放大
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iC iCn ICBO iCn
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正偏
反偏
iB iE iC iBp iEp iCBO
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晶体管中载流子的运动
+
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晶体管电流分配规律： 发射区每向基区提供一个复合用的载流子，就要向集电区提
供个载流子，因此到达集电区的载流子数等于在基区复合的倍。
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电子电路基础
Electronic and Circuit Foundation
第二章 双极型晶体管电路
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2.1 双极型晶体管
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半导体三极管有两大类型:
双极型半导体晶体三极管
由两个 PN结组成，称为双极型结型晶体管，简记为BJT 两种载流子参与导电
场效应半导体晶体三极管
仅一种载流子参与导电的半导体器件，简记为FET
发射结断路
临界饱和
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晶体管中载流子的运动
晶体极管在工作时要加上适当的直流偏压。 在放大状态
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NPN型晶体管放大电路偏压
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晶体管中载流子的运动
+
发射区注入载流子
载流子在基区 扩散和复合
iE iEn iEp
集电区收集载流子
VA为厄尔利(Early)电压
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2.1.2 晶体管的静态特性曲线
2. 输出特性
(1) 以iB为参变量
iC f (vCE ) iB 常数
rce
VA
VCEQ ICQ
VA ICQ
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晶体管输出电阻rce的含义
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2.1.2 晶体管的静态特性曲线
2. 输出特性
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半导体二极管：单向导电性 半导体三极管：具有电流放大作用
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世界上第一只晶体管
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2.1.1 晶体管的工作原理
晶体管的结构
双极型晶体管的发射区掺杂浓度大，基区和集电区掺杂浓 度低，基区很薄，其厚度一般在几微米至几十微米。
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晶体管的电流传输关系
1. 三种组态
晶体管为三端器件，根据输入、输出、公共端子的不同，晶体 管有三种连接方式，也称三种组态.
共发射极电路，发射极作为公共电极，用CE表示； 共基极电路，基极作为公共电极，用CB表示; 共集电极电路，集电极作为公共电极，用CC表示.
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晶体管的三种组态
iC iE ICBO iE
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ICBO为集电极反向饱和电流 .
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3. 共射极电流传输关系
为求基极电流iB 对集电极电流iC的控制作用, 由: iC iE I CBO
iE iC iB
得
iC
1
iB
1
1
ICBO
iB
ICEO
其中
1
共射直流电流放大系数 典型值：几十几百
NPN型晶体管的结构和电路符号
三极：发射极、基极、集电极 二结：发射结、集电结 三区：发射区、基区、集电区
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2.1.1 晶体管的工作原理
晶体管的结构
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PNP型晶体管的结构和电路符号
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2.1.1 晶体管的工作原理
晶体管的四种工作状态
工作状态
发射结
放大
正偏
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例：放大电路中三个晶体管的各极电位如下，试填写该表。
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电位最高
PN
+
N
- 电位最低
NPN型晶体管
电位最低
P N
P + 电位最高
PNP型晶体管
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应用举例－试分析电路中各三极管的工作状态。
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等电位，击穿
集电结反偏 发射结正偏 发射结正偏
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从以上讨论可以看出，无论哪种连接方式输入电流对 输出电流皆有控制作用，所以说晶体管是电流控制器件。
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2.1.2 晶体管的静态特性曲线 共发射极特性曲线
输入伏安特性曲线
iB f (vBE ) vCE 常数
输出伏安特性曲线
iC f (vCE ) iB 常数
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ICEO 基极开路时流过集电极与发射极的电流，称为穿透电流.
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iC iB
iC
iB
ICEO (1 )ICBO
ICEO典型值：微安级
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4. 共集电极电流传输关系
为求 基极电流iB 对 发射极电流iE 的控制作用, 由:
iE iC iB
iC iB ICEO
得
iE (1 )iB I CEO
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2.1.2 晶体管的静态特性曲线
1. 输入特性
iB f (v ) BE vCE 常数
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基区宽度调制效应的影响
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2.1.2 晶体管的静态特性曲线
2. 输出特性
(1) 以iB为参变量
iC f (vCE ) iB 常数
饱和区: iB 0 vCE vBE