bjt晶體管ppt課件(已修改)
2025-05-17 08:19 本頁面
【正文】 Company Logo 第 3章 雙極結型晶體管 廖付友 阮雄飛 Company Logo 2 雙極結型晶體管的基本工作原理 Contents 1 理想雙極結型晶體管中的電流傳輸 2 埃伯斯 莫爾方程 3 緩變基區(qū)晶體管 4 5 雙極結型晶體管的結構和制造工藝 Company Logo 3 雙極結型晶體管的結構和制造工藝 E E C C 發(fā)射區(qū) 集電區(qū) 基區(qū) ?N N p （ a ） C B 發(fā)射區(qū) 集電區(qū) 基區(qū) ?p p N （ c ） B C （ b ） B E （ d ） B E 圖 3 2 （ a ）理 想的一維 N P N 雙極結晶體管，（ b ）圖（ a ）的電路符號 （ c ）理想的一維 P N P 雙極結晶體管，（ d ）圖（ c ）的電路符號 Company Logo 4 雙極結型晶體管的結構和制造工藝 由兩個相距很近的 PN結組成，基區(qū)寬度遠遠小于少子擴散長度。 發(fā)射區(qū)為重攙雜，發(fā)射結為 P+N或者 N+P，基區(qū)是兩個 PN結的公共端。 雙極晶體管的主要作用是對電流或者電壓的放大。 Company Logo 5 晶體管與場效應晶體管的區(qū)別 ?晶體管是即有多數(shù)載流子，也利用少數(shù)載流子導電。被稱之為 雙極型 器件；而場效應管是利用多數(shù)載流子導電，所以稱之為 單極型 器件。 ?由于場效應管的工作電流和電壓都可以很小，且在工藝上易于集成，因此在大規(guī)模集成電路中占主導地位。 ?但是結型晶體管憑借功耗和性能方面的優(yōu)勢仍然廣泛應用于高速計算機、火箭、衛(wèi)星以及現(xiàn)代通信領域中。 Company Logo 6 雙極結型晶體管的基本工作原理 雙極晶體管有四種工作模式，相應地稱為四個工作區(qū) 0?EV 0?CV 0?CV 0?EV 0?C 0?E 0?EV 0?CV令 EBBEEVVVV ??? CBBCC VV ??? （ 1） 正向有源模式： （ 2） 反向有源模式： （ 3） 飽 和模式： （ 4） 截止模式： Company Logo 7 晶體管的放大作用 Diagram 1 Diagram 3 Diagram 4 共基極連接晶體管的放大作用 發(fā)射結正偏 集電結反偏 晶 體 管 共 基 極 放 大 電 路圖3 6 （a）N P N Company Logo 8 晶體管的放大作用 Diagram 1 Diagram 3 Diagram 4 BEqV BCqV E B C （ b ） 圖 35NPN晶體管共基極能帶圖 Company Logo 9 晶體管的放大作用 Diagram 1 Diagram 3 Diagram 4 載流子的運輸： （ 1） 發(fā)射結正偏，由于正向注入，電子從發(fā)射區(qū)注入基區(qū)，空穴由基區(qū)注入發(fā)射區(qū)。呈現(xiàn)正向偏置的少子注入 （ 2） 假設：基區(qū)很小。即少子在到達基區(qū)與集電區(qū)邊界時還沒有被完全復合掉。其中大部分能到達集電結，并被內(nèi)電場加速進入集電結，稱為集電結電流。 (3)從發(fā)射區(qū)注入基區(qū)，進入集電區(qū)的電子電流遠大于集電結反偏所提供的發(fā)祥飽和電流，是集電極電流的主要成分。 (4)晶體管實現(xiàn)放大的必要條件之一： 基區(qū)寬度很窄 Company Logo 10 電流分量 Diagram 1 Diagram 3 Diagram 4 從發(fā)射區(qū)注入到基區(qū)中的電子流 到達集電結的電子流 基區(qū)注入電子通過基區(qū)時復合引起的復合電流 從基區(qū)注入到發(fā)射區(qū)的空穴電流 發(fā)射結空間電荷區(qū)耗盡層內(nèi)的復合電流 集電結反向電流，它包括集電結反向飽和電流和集電結空間電荷區(qū)產(chǎn)生電流 Company Logo 11 電流分量 Text 1 sub text Text 2 sub text Text 3 sub text Text 4 sub text Text 1 sub text Text 2 sub text Text 3 sub text Text 4 sub text 電流分量之間的關系 rgpEnEEIIII ???? ? ? 0CnCnEREpEB IIIIII ?????0CnCC III ?? 0??? BCE IIICompany Logo 12 直流電流增益 Text 1 sub text Text 2 sub text Text 3 sub text Text 4 sub text 概念： 電流增益、交流電流增益、直流電流增益 為描述晶體管的增益特性引進以下物理量 發(fā)射極注射效率 REpEnEnEEnEIIIIII????? 的意義：從發(fā)射區(qū)注入到基區(qū)的電子電流， 在總的發(fā)射極電流中所占的比例。 ?基區(qū)輸運因子 T?nCTnEII? ? 的意義：發(fā)射區(qū)注入到基區(qū)的電子電流中能到達集電極的電子電流比例。 T?Company Logo 13 直流電流增益 Text 1 sub text
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