双极型半导体三极管的电流分配与控制课件.ppt

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1、2023/3/22,1.3.1 结构与符号1.3.2 电流的分配与控制1.3.3 伏安特性曲线1.3.4 主要参数,1.3 双极型半导体三极管,半导体三极管有两大类型 一是双极型半导体三极管 二是场效应半导体三极管,双极型半导体三极管是由两种载流子参与导电的半导体器件,单极型半导体三极管是仅由多子参与导电的半导体器件,2023/3/22,1.3.1结构与符号,双极型三极管的结构如图。它有两种类型:NPN型和PNP型。,2023/3/22,1.3.1结构与符号,双极型三极管的结构如图。它有两种类型:NPN型和PNP型。,e-b间的PN结称为发射结,c-b间的PN结称为集电结,中间部分称为基区，连

2、上电极称为基极，用B或b表示,一侧称为发射区，电极称为发射极，用E或e表示,另一侧称为集电区和集电极，用C或c表示,2023/3/22,内部结构特点：发射区的掺杂浓度最大，基区的掺杂浓度最小。集电区的面积比发射区的面积大，它们并不对称。基区要制造得很薄，其厚度一般在几个微米至几十个微米。,1.3.1结构与符号,2023/3/22,1.3.2 电流分配与控制,若在放大工作状态：发射结加正向电压，集电结加反向电压。,发射结正偏时，从发射区将有大量的电子向基区扩散，形成的电流为IEN。,从基区向发射区有空穴的扩散运动，形成的电流IEP。,在基区被复合的电子形成的电流是 IBN。,在集电结反偏电压的作

3、用下，进入集电结形成集电极电流ICN。,因集电结反偏，使集电区的少子形成漂移电流ICBO。,2023/3/22,IE=IEN+IEP 且IENIEP IEN=ICN+IBN 且IEN IBN ICNIBN,IC=ICN+ICBO,IB=IEP+IBNICBO,IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN=(ICN+ICBO)+(IBN+IEPICBO)IE=IC+IB,1.3.2 电流分配与控制,2023/3/22,(1)三种组态 双极型三极管有三个电极，其中两个可以作为输入,两个可以作为输出，这样必然有一个电极是公共电极。三种接法也称三种组态。,共集电极接法，集电极作为公共电极;,共基极接法

4、，基极作为公共电极。,共发射极接法，发射极作为公共电极；,三极管的三种组态,1.3.2 电流分配与控制,2023/3/22,(2)三极管的共基极电流放大系数,发射极电流IE 控制集电极电流IC的关系可以用共基极电流放大系数系数来说明，定义:,1.3.2 电流分配与控制,2023/3/22,1.3.2 电流分配与控制,基极电流IB控制集电极电流IC的关系可以用共射极电流放大系数系数来说明，定义:,2023/3/22,1.3.3 伏安特性曲线,输入特性曲线 iB=f(vBE)vCE=const 输出特性曲线 iC=f(vCE)iB=const,共发射极接法的电压-电流关系,2023/3/22,(1

5、)输入特性曲线,其中vCE=0V的那一条相当于发射结的正向特性曲线。,1.3.3 伏安特性曲线,当vCE1V时，vCB=vCE-vBE0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，且基区复合减少，IC/IB 增大，特性曲线将向右稍微移动一些。,2023/3/22,共发射极接法输出特性曲线,（2）输出特性曲线,1.3.3 伏安特性曲线,2023/3/22,输出特性曲线可以分为三个区域:,饱和区iC受vCE显著控制的区域，该区域内vCE的数值较小，一般vCE0.7 V(硅管)。此时发射结正偏，集电结正偏。,截止区iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时，发射结反偏，集电结反偏。,放大区iC平行于

6、vCE轴的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏，电压大于0.7 V左右(硅管)。,1.3.3 伏安特性曲线,（2）输出特性曲线,2023/3/22,1.3.4 主要参数,1.集电极基极间反向饱和电流ICBO 它相当于集电结的反向饱和电流。,2.集电极发射极间的反向饱和电流ICEO,相当于基极开路时，集电极和发射极间的反向饱和电流。即输出特性曲线IB=0那条曲线所对应的Y坐标的数值。,极间反向电流,一、半导体三极管的参数分为三大类:直流参数 交流参数 极限参数,2023/3/22,集电极最大允许功率损耗PCM,集电极电流通过集电结时所产生的功耗，PCMICVCE，因发射结正偏，呈

7、低阻，所以功耗主要集中在集电结上。,1.3.4 主要参数,极限参数,集电极最大允许电流ICM,半导体三极管图片,1.3.4 主要参数,2023/3/22,二.半导体三极管的型号,国家标准对半导体三极管的命名如下:3 D G 110 B,第二位：A锗PNP管、B锗NPN管、C硅PNP管、D硅NPN管,第三位：X低频小功率管、D低频大功率管、G高频小功率管、A高频大功率管、K开关管,用字母表示材料,用字母表示器件的种类,用数字表示同种器件型号的序号,用字母表示同一型号中的不同规格,三极管,1.3.4 主要参数,2023/3/22,表1.3.1 双极型三极管的参数,注：*为 f,1.3.4 主要参数,2023/3/22,例：测量三极管三个电极对地电位如图所示，试判断三极管的工作状态。,三极管工作状态判断,(1)最大整流电流IF,1.3.4 主要参数,