【正文】 第 5章 晶體三極管及其基本放大電路 ● 雙極型晶體管 晶 體管的結(jié)構(gòu)和類型 5. 晶 體管的電流分配關系和放大作用 5. 晶體管的 特性曲線 晶體管 的 主要參數(shù) 溫度對晶體管參數(shù)的影響 有 NPN和 PNP兩種結(jié)構(gòu)類型 。 核心部分都是兩個 PN結(jié) 。 3AX31 3DG6 3AD6 (a)外形示意圖 ● 5. 1 晶體管的結(jié)構(gòu)和類型 N N P c b e SiO2絕緣層 (b) NPN硅管結(jié)構(gòu)圖 (平面型 ) N型鍺 銦球 N c b e P 銦球 (c) PNP鍺管結(jié)構(gòu)圖 （ 合金型 ） c集電極 b基極 集電區(qū) P N基區(qū) 發(fā)射區(qū) P 集電結(jié) 發(fā)射結(jié) e發(fā)射極 e b c PNP型 c集電極 b基極 集電區(qū) N P基區(qū) 發(fā)射區(qū) N 集電結(jié) 發(fā)射結(jié) e發(fā)射極 e b c NPN型 ? 三極管在結(jié)構(gòu)上的兩個特點： ? (1)摻雜濃度：發(fā)射區(qū) 集電區(qū) 基區(qū)； ? (2)基區(qū)必須很薄。 ? 當前國內(nèi)生產(chǎn)的硅晶體管多為 NPN型（ 3D系列） ? 鍺晶體管多為 PNP型（ 3A系列） emitter base collect ? 內(nèi)部條件 ? 外部條件 發(fā)射結(jié)正偏 ， 集電結(jié)反偏 。 ? 電路接法：共基接法 。 N P N VEE VCC iB Rc Re iE iC b e c ● 晶體管的電流分配關系和放大作用 ? 共射接法 。 Rb VBB VCC Rc iB iC b e c N P N uBE uCE iE uBC + + + － － － ? 發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子的過程 ? 電子在基區(qū)中的擴散過程 ? 電子被集電極收集的過程 iB iC iE VCC VBB Rb N P N (a) 載流子運動情況 iBN iCn ICBO iB’ iE iCn ICBO iE iB Rb VBB VCC iC (b)各極電流分配情況 Bn39。ECi i i??nC C C B Oi i I??39。B B CB Oi i I?? nC39。Bii? ?39。C B C B O B C B O C B Oi i I i I I? ? ?? ? ? ? ?n39。CBii??C B CE Oi i I???39。E B B C B OB C E O C B( 1 ) ( 1 ) ( 1 )( 1 )i i i Ii I i i? ? ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?BC E OC i Ii ???C EO C B O( 1 )II???令 B C B O(1 )iI??? ? ?iB對 iC的控制作用的大小 iB’ iE iCn ICBO iE iB Rb VBB VCC iC (b)各極電流分配情況 Bn39。ECi i i??nC C C B Oi i I??39。B B CB Oi i I??CBii? ?C EO 0I ?穿透電流 ? 本質(zhì)： iB對 iC或 iE對 iC的控制作用 為什么能實現(xiàn)放大呢？ 輸入信號 負載 VEE VCC e c b iE iC 晶體管共基電路 iB iC 輸入 信號 負載 VCC VBB 晶體管共射電路 ? PNP管與 NPN管之間的差別： (1)電壓極性不同 。 (2)電流方向不同 。 VBB VCC b c e iB iC iE (a) NPN型 VBB VCC b c e iB iC iE (b) PNP型 4. 關于 PNP型晶體管 ? 表示晶體管各極間電壓和電流之間的關系曲線 。 b c e iB iE iC uBC uCE uBE + + + NPN型晶體管的電壓和電流參考方向 iC+iB=iE uCE =uBE－ uBC 以發(fā)射極為公共端，畫出 iC、 iB， uCE和 uBE四個量的關系曲線，稱為共射極特性曲線。 ● 晶體管的特性曲線 ? 晶體管有三個電流三個電壓： 共射輸入特性 共射輸出特性 以 uCE為參變量的 iB－ uBE曲線 以 iB為參變量的 iC － uCE曲線 CEuBEB ufi )(? iB(mA) uBE(V) 0 1. 共射輸入特性 ? 輸入特性曲線與二極管的正向伏安特性曲線類似 。 ? 存在死區(qū)電壓： ? Ur = (Si) Ur = (Ge) ? 正常工作時： ? uBE= (Si) uBE= (Ge) c b e iB iE iC uBC uCE uBE + + + ● 晶體管的結(jié)構(gòu)和類型 e b c e b c 內(nèi)部條件 外部條件 發(fā)射結(jié)正偏 ， 集電結(jié)反偏 。 ● 電流分配關系和放大作用 E C Bi i i??BC E OC i Ii ??? CBii? ? iB’ iE iCn ICBO iE iB Rb VBB VCC iC 各極電流分配情況 iB iC 輸入 信號 負載 VCC VBB 1. 共射輸入特性 iB(mA) uBE(V) 0 uCE = 0V 1V 5V 3DG4的輸入特性 20℃ (a)3AX1的輸出特性 iC(mA) uCE(V) iB = 0 放 大 區(qū) 截止區(qū) 飽和區(qū) 2 0 4 6 8 20℃ 2 6 8 10 12 2. 共射輸出特性 ● 晶體管的特性曲線 BiCEC ufi |)(?iC(mA) uCE(V) iB = 0 放 大 區(qū) 截止區(qū) 飽和區(qū) 2 0 4 6 8 20℃ 2 6 8 10 12 2. 共射輸出特性 ? iB≤0， 集電結(jié)發(fā)射結(jié)都反向偏置 ? 特點 : iC很小 ， 基本不導通 。 晶體管基本失去放大作用 。 截止區(qū) 飽和區(qū) ? 集電結(jié)和發(fā)射結(jié)都處于正向偏置 （ uCEuBE） ? 特點 : 固定 iB不變時 ， iC隨 uCE的增加而迅速增大 。 iC(mA) uCE(V) iB = 0 放 大 區(qū) 截止區(qū) 飽和區(qū) 2 0 4 6 8 20℃ 2 6 8 10 12 ? 發(fā)射結(jié)正向偏置 ， 集電結(jié)反向偏置 。 iB0， uCEuBE ? 特點： iB固定 ， uCE增加 ?iC略有增加 。 uCE固定 ， iB變化 ?iC變化很大 ， iB對 iC的強烈控制作用 。 放大區(qū) ● 晶體管的主要參數(shù) BC E OCiIi ???BCii??1. 電流放大系數(shù) ?① 共射直流電流放大系數(shù) 2 3 4 6 8 uCE(V) iC(mA) iB=0 B 0 3AX3的輸出特性 ?????BCEOC i Ii??② 共射交流短路電流放大系數(shù) 常數(shù)????CEBCuii?uCE(V) iC(mA) 0 5 10 15 4 8 6 12 16 C D A 20 40 60 80 iB =100μA 3DG6的輸出特性 ?????BCii?C： iC=， iB=60μA； D: iC=， iB=20μA， 對于實際晶體管 ???? 發(fā)射極開路 ， 集電極與基極之間加反向電壓時產(chǎn)生的電流 (a) NPN管 μA ICBO V 2. 極間反向電流 ① 集 基極反向飽和電流 ICBO ? ICBO是少數(shù)載流子電流 ， 受溫度影響大 ， ICBO越小越好 。 ② 穿透電流 ICEO ? 基極開路 ， 集電極與發(fā)射極間加反向電壓時的集電極電流 。 μA b c e ICEO (a) NPN管 CBOCEO II )1( ???? 大的三極管的溫度穩(wěn)定性較差 受溫度影響大 , ? PCM =iCuCE ① 集電極最大允許耗散功率 PCM 3DG4的安全工作區(qū) ? 基極開路時 ， 集電極 發(fā)射極間的反向擊穿電壓 。 ② 集－射極反向擊穿電壓 U(BR)CEO ③ 集電極最大允許電流 ICM ? 集電極電流如果超過 ICM， 晶體管的放大性能就要下降 。 ? PCM、 U(BR)CEO和 ICM三個極限參數(shù) ， 決定了晶體管的安全工作區(qū) 。 uC