模电课件1.3双极型晶体管.ppt

1.了解三极管的基本结构，熟悉其放大原理；2.掌握三极管电流分配关系，熟悉其输入、输出特性。,1.3 晶体三极管,学习目标：,1.三极管的电流分配关系和放大原理；2.三极管的输出特性曲线和基本参数。,学习重点：,一、晶体管的结构及类型,晶体三极管又称双极型晶体管、半导体三极管、三极管等。,发射区,集电区,基区,三极管的结构特点:（1）发射区的掺杂浓度集电区掺杂浓度。（2）基区要制造得很薄且浓度很低。,半导体三极管由两个PN 结构成。类型:NPN 型和PNP 型。,c集电极,e发射极,b基极,集电结(Jc),发射结(Je),集电极,二、电流分配与放大原理,1、内部载流子的运动规律,以NPN管共射放大电路为例,EcEB,放大状态：发射结正偏，集电结反偏。,（1）发射区向基区扩散自由电子,发射结正偏，多数载流子（自由电子）的扩散运动加强；,发射区自由电子不断扩散到基区形成电流IEN；,基区空穴扩散到发射区形成电流IEP；,发射极电流：IEIEP+IEN；,发射结(Je),（2）自由电子在基区扩散和复合,发射结自由电子浓度很高，继续向集电结方向扩散；,IBN,扩散到基区的自由电子，一部分被电源EB拉走，形成电流IBN；,集电结,IBN,（3）集电区收集从发射区扩散过来的自由电子,发射区扩散到基区并到集电结边缘的自由电子继续运动到集电区，形成电流 ICN；,集电结反偏，内电场被加强，漂移运动加强，少数载流子的运动形成电流 ICBO，是构成 IB 与 IC 的一小部分。,2、电流分配关系,3、晶体管的共射电流放大系数,静态（直流）：当ui为零时，uI=EB；,动态（交流）：,（1）令ui0，即静态,定义共射直流电流放大系数：,ICEO：穿透电流。,IC,IB,（2）令ui0，即动态,定义共射交流电流放大系数：,iC,iB,2023/6/26,模电课件,4、共基电流放大系数,定义共基直流电流放大系数：,定义共基交流电流放大系数：,三、晶体管的共射特性曲线,1、输入特性曲线,（2）UCE增大，曲线右移；,UCE越大，从发射区扩散到基区的自由电子被VB拉走的数量越少，故要获得同样的iB，就需加大uBE；,（3）当UCE1V时，输入特性曲线重合；,（1）UCE 0 时，相当于两个PN结并联。曲线与PN结伏安特性相似；,2、输出特性曲线,放,工作状态：,放大、截止和饱和状态三种工作状态,（1）放大区（线性区）：iC与uCE无关，几乎仅仅受iB控制，IC=IB，ic=iB，发射结正偏，集电结反偏。,iC=f(uCE)IB=常数,大,区,（2）截止区：IB0曲线以下，可靠截止uBE 0V；发射结反偏，集电结反偏。,模拟电路：放大区 数字电路：截止和饱和区,（3）饱和区：uBE=0.7V(si)，且UCE UBE，发射结正偏，集电结正偏。iB的变化对iC影响很小，不成正比，IC IB。,四、晶体管的主要参数,1、直流参数,（1）共射直流电流放大系数,（3）极间反向电流：ICBO是发射极开路时集电结的反向饱和电流；ICEO是基极开路时集电极与发射极间的穿透电流，。,2、交流参数,（1）共射交流电流放大系数,（3）特征频率fT：使的数值下降到1的信号频率。,3、极限参数,（1）最大集电极耗散功率PCM,U(BR)CEO,ICM,（2）最大集电极电流ICM,（3）极间反向击穿电压,U(BR)CBO、U(BR)CEO、U(BR)EBO,iC超过ICM，晶体管不一定损坏，但明显下降。,五、温度对晶体管特性及参数的影响,（1）温度对ICBO的影响,（2）温度对输入特性的影响,（3）温度对输出特性的影响,六、光电三极管（自学）,温度升高，ICBO增大,Si管比Ge管受温度影响小,与PN结正向曲线相似，温度升高，输入曲线左移。,温度升高，ICBO增大，增大，输出曲线上移，且间距加大。,