半导体器件 半导体三极管.ppt

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,一、三极管的结构和符号,发射区：多子浓度高,基区：多子浓度很低，且很薄,集电区：面积大,发射结,集电结,二、三极管的电流放大原理,2、三极管放大的内部外部条件,三极管若实现放大，必须从三极管内部结构和外部所加电源的极性来保证,IE,IBN,ICN,3、三极管内部载流子的运动,N,P,N,VCC,c,e,b,因发射区多子浓度高使大量电子从发射区扩散到基区,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,ICBO,少数载流子的运动,IC,IB,5、电流分配关系,共发射极直流电流放大系数：几十到几百,共基极直流电流放大系数：0.95-0.99,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,试判断管脚、管型。,三、三极管的共射输入特性和输出特性,1、输入特性,2、输出特性,1、输入特性,为什么UCE增大曲线右移？,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。,为什么像PN结的伏安特性？,为什么UCE增大到一定值曲线右移就不明显了？,2、输出特性,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？为什么进入放大状态，iC曲线几乎是横轴的平行线？,饱和区,放大区,截止区,3、晶体管的三个工作区域,硅:UCES 0.3V锗:UCES 0.1V,4、电压放大原理,描述电流的 微小变化 之间的关系,简单的电压放大电路,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；即可将输出回路等效为电流 iB 控制的电流源iC,例：测量某NPN型BJT各电极对地的电压值如下，试判别管子工作在什么区域？1）VC 6V VB 0.7V VE 0V2）VC 6V VB 4V VE 3.6V3）VC 3.6V VB 4V VE 3.3V,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=12V2）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。,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UBE0.7V，若当uI=5V，则在什么范围内T处于放大状态，在什么范围内T处于饱和状态？,例：,通过uBE是否大于UBE(th)判断管子是否导通,判断饱和、放大的一般方法：1、电位法 2、电流判别法 3、假设法,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,四、主要参数,1、电流放大系数,c-e间击穿电压,最大集电极耗散功率PCM=iCuCE,安全工作区,3、极限参数：ICM、PCM、U（BR）CEO,最大集电极电流,五、温度对三极管的影响,六、电路模型,1、大信号模型,放大状态,饱和状态,等效于开关闭合,截止状态,2、小信号模型,1）低频 简化型等效电路,ib,ic,uce,ube,+,-,+,-,ib,晶体管的b、e之间可用rbe等效代替,晶体管的c、e之间可用一受控电流源ic=ib等效代替,电流方向与ib的方向是关联的。,rbb基区的体电阻,查阅手册,发射结电阻,跨导：自变量是交流电压,很大，基区宽度效应,2)三极管的高频微变等效电路,集电结电容,发射结电容,手册查得,由fT计算得到,