項(xiàng)目一半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)(編輯修改稿)
2025-06-09 03:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2 晶體三極管的特性曲線 3 晶體三極管的主要參數(shù) 4 特殊的晶體三極管 1 晶體三極管 一、結(jié)構(gòu)、符號(hào)和分類 基極 發(fā)射 極 NPN型 發(fā)射結(jié) 集電結(jié) 基本結(jié)構(gòu)一 符號(hào) E C B 集電極 N N P B E C B E C N N P 基極 發(fā)射極 集電極 基區(qū)：較薄，摻雜濃度低 發(fā)射區(qū)：摻 雜濃度較高 制造工藝上的特點(diǎn) 集電區(qū)：面積較大 , 摻雜濃度低 PNP型 B E C P P N 基極 發(fā)射極 集電極 E C B 符號(hào) 基本結(jié)構(gòu)二 分類 ： 按材料分： 硅管、鍺管 按功率分： 小功率管 500 mW 按結(jié)構(gòu)分： NPN、 PNP 按使用頻率分： 低頻管、高頻管 大功率管 1 W 中功率管 ?1 W 三極管實(shí)物圖 二 . 晶體管的電流放大作用 發(fā)射結(jié)正向偏置 集電結(jié)反向偏置 三極管的放大作用是在一定的外部條件控制下，通過載流子傳輸體現(xiàn)出來的。 （ 1）工作在放大狀態(tài)的外部條件： NPN RC Rb VCC VBB + _ IB IC IE VCC (2)實(shí)現(xiàn)電路 : 共集電極接法 ，集電極作為公共電極，用 CC表示 。 共基極接法 ， 基極作為公共電極，用 CB表示。 共發(fā)射極接法 ，發(fā)射極作為公共電極，用 CE表示； 三極管的三種組態(tài) (3) 滿足放大條件的三種電路 (4) 三極管內(nèi)部載流子的傳輸過程 (以 NPN為例 ） I CN IE I CBO IB I BN 1)發(fā)射結(jié)加正向電壓， 發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子，形成發(fā)射極電流 IE。 3)電子到達(dá)基區(qū)后，由于 集電結(jié)加反向電壓，電子漂移運(yùn)動(dòng)形成集電極電流 ICN。 2)擴(kuò)散到基區(qū)的電子與空穴的復(fù)合形成基極電流 IBN 。 IC 基區(qū)的空穴來源： 基極電源提供 (IB) 集電區(qū)少子漂移 (ICBO) 所以 IBN ? IB + ICBO IB = IBN – ICBO 圖 三極管的電流傳輸關(guān)系 集電極電流Ｉ Ｃ 由兩部分組成：Ｉ Ｃｎ 和Ｉ ＣＢＯ , 前者是由發(fā)射區(qū)發(fā)射的電子被集電極收集后形成的 , 后者是由集電區(qū)和基區(qū)的少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)形成的 ,稱為反向飽和電流 。 于是有 Ｉ Ｃ ＝ Ｉ Ｃ N＋ Ｉ ＣＢＯ (1 6) 發(fā)射極電流Ｉ Ｅ 也應(yīng)由兩部分組成：Ｉ Ｅｎ 和Ｉ Ｅｐ 。Ｉ Ｅｎ 為發(fā)射區(qū)發(fā)射的電子所形成的電流 , Ｉ Ｅｐ 是由基區(qū)向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散的空穴所形成的電流 。 因?yàn)榘l(fā)射區(qū)是重?fù)诫s , 所以Ｉ Ｅｐ 忽略不計(jì) , 即Ｉ Ｅ ≈Ｉ Ｅｎ 。 Ｉ Ｅｎ 又分成兩部分 , 主要部分是Ｉ Ｃｎ , 極少部分是Ｉ Ｂｎ 。 BnCnEnE IIII ???基極電流Ｉ Ｂ 是Ｉ Ｂｎ 與Ｉ ＣＢＯ 之差： C B OBnB III ??(17) (18) 發(fā)射區(qū)注入的電子絕大多數(shù)能夠到達(dá)集電極 , 形成集電極電流 , 即要求Ｉ Ｃｎ Ｉ Ｂｎ 。 通常用共基極直流電流放大系數(shù)衡量上述關(guān)系 , 用 α來表示 , 其定義為 ECnEnCnIIII ????(19) 一般三極管的 α值為 ～ 。 C B OEC B OCnC IIIII ??????(110) 通常Ｉ Ｃ Ｉ CBO, 可將Ｉ ＣＢＯ 忽略 , 由上式可得出 ECII???(111) 三極管的三個(gè)極的電流滿足節(jié)點(diǎn)電流定律 , 即 BCE III ??將此式代入 (1 10)式得 C B OBCC IIII ????)(?(112) 經(jīng)過整理后得 C B OBC III ??????????111????????1BCII???令 β稱為共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)。當(dāng) ICICBO時(shí) , β又可寫成 (113) (114) C E OBC B OBC IIIII ???????? ??? )1(則 其中 ICEO稱為穿透電流 , 即 C B OC E O II )1(??? ?一般三極管的 β約為幾十～幾百 。 β太小 , 管子的放大能力就差 , 而 β過大則管子不夠穩(wěn)定 。 表 1 3 三極管電流關(guān)系的一組典型數(shù)據(jù) IB/mA 0 IC/mA IE/mA 0 ECECB II,III ???常數(shù)????CEUBCII?常數(shù)????CBUECII??????1共基極交流電流放大系數(shù) , 即 故 共射極交流電流放大系數(shù) , 即 顯然 β與 β, α與 α其意義是不同的 , 但是在多數(shù)情況 下 β≈β, α≈α。 BE )1( II ???BCE III ??BC II ??晶體管的電流分配關(guān)系 三極管的電流放大作用 1． 三極管的電流放大作用就是基極電流 I B 的微小 變 化控制了集電極電流 IC 較大的變化。 2．三極管放大電流時(shí)，被放大的 IC 是由電源 VCC 提供的，并不是三極管自身生成的，放大的實(shí)質(zhì)是小信 號(hào)對(duì)大信號(hào)的控制作用 。 3． 三極管是一種電流控制器件。 晶體三極管的特性曲線 iB= f (vBE)? VCE=常數(shù) 1. 輸入特性曲線 + b c e 共射極放大電路 VBB VCC vBE iC iB + vCE vCE ?1V
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