【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Z，不能超過規(guī)定值 ，以免因過熱而燒毀管子。第一章 半導(dǎo)體器件　雙極型三極管 (BJT)　　又稱半導(dǎo)體三極管、晶體管，或簡(jiǎn)稱為三極管。(Bipolar Junction Transistor)三極管的外形如下圖所示?！?　 三極管有兩種類型： NPN 和 PNP 型。 主要以 NPN 型為例進(jìn)行討論。圖 　三極管的外形第一章 半導(dǎo)體器件　三極管的結(jié)構(gòu)　 　 常用的三極管的結(jié)構(gòu)有硅平面管和鍺合金管兩種類型。圖 　三極管的結(jié)構(gòu)(a)平面型 (NPN) (b)合金型 (PNP)NecNPb二氧化硅be cPNPe 發(fā)射極，b基極， c 集電極。第一章 半導(dǎo)體器件平面型 (NPN)三極管制作工藝NcSiO2 b硼雜質(zhì)擴(kuò)散 e磷雜質(zhì)擴(kuò)散磷雜質(zhì)擴(kuò)散磷雜質(zhì)擴(kuò)散硼雜質(zhì)擴(kuò)散硼雜質(zhì)擴(kuò)散P N　 　 在 N 型硅片 (集電區(qū))氧化膜上刻一個(gè)窗口，將硼雜質(zhì)進(jìn)行擴(kuò)散形成 P 型 (基區(qū) )，再在 P 型區(qū)上刻窗口，將磷雜質(zhì)進(jìn)行擴(kuò)散形成 N型的發(fā)射區(qū)。引出三個(gè)電極即可。　 　 合金型三極管制作工藝： 在 N 型鍺片 (基區(qū) )兩邊各置一個(gè)銦球，加溫銦被熔化并與 N 型鍺接觸，冷卻后形成兩個(gè) P 型區(qū)，集電區(qū)接觸面大，發(fā)射區(qū)摻雜濃度高。第一章 半導(dǎo)體器件圖 　三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)　　 (a)NPN 型ecb符號(hào)集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)集電極 c基極 b發(fā)射極 eNNP第一章 半導(dǎo)體器件集電區(qū)集電結(jié)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射區(qū)集電極 c發(fā)射極 e基極 b　　 cbe符號(hào)NNPPN圖 　三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)　　 (b)PNP 型第一章 半導(dǎo)體器件　三極管的放大作用　　　　和載流子的運(yùn)動(dòng)以 NPN 型三極管為例討論圖 　三極管中的兩個(gè) PN 結(jié)cNNPeb bec表面看　　三極管若實(shí)現(xiàn)放大，必須從三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)和 外部所加電源的極性 來保證?！?不具備放大作用第一章 半導(dǎo)體器件三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求：NNPebc　　 1. 發(fā)射區(qū)高摻雜?！?　 2. 基區(qū)做得很薄 。通常只有幾微米到幾十微米，而且 摻雜較少 ?！?　 三極管放大的外部條件 ：外加電源的極性應(yīng)使 發(fā)射結(jié)處于正向偏置 狀態(tài)，而 集電結(jié)處于反向偏置 狀態(tài)。3. 集電結(jié)面積大。第一章 半導(dǎo)體器件becRcRb三極管中載流子運(yùn)動(dòng)過程I EIB　 　 1. 發(fā)射　 發(fā)射區(qū)的電子越過發(fā)射結(jié)擴(kuò)散到基區(qū)，基區(qū)的空穴擴(kuò)散到發(fā)射區(qū) — 形成發(fā)射極電流 IE (基區(qū)多子數(shù)目較少，空穴電流可忽略 )?！?　 2. 復(fù)合和擴(kuò)散　 電子到達(dá)基區(qū)，少數(shù)與空穴復(fù)合形成基極電流 Ibn， 復(fù)合掉的空穴由 VBB 補(bǔ)充 ?！?　 多數(shù)電子在基區(qū)繼續(xù)擴(kuò)散，到達(dá)集電結(jié)的一側(cè)。圖 　三極管中載流子的運(yùn)動(dòng)第一章 半導(dǎo)體器件becI EI BRcRb三極管中載流子運(yùn)動(dòng)過程　 　 3. 收集 　 集電結(jié)反偏，有利于收集基區(qū)擴(kuò)散過來的電子而形成集電極電流 I。　 　 其能量來自外接電源 VCC 。I C　 　 另外，集電區(qū)和基區(qū)的少子在外電場(chǎng)的作用下將進(jìn)行漂移運(yùn)動(dòng)而形成 反向 飽和電流 ， 用 ICBO表示 。ICBO圖 　三極管中載流子的運(yùn)動(dòng)第一章 半導(dǎo)體器件beceRcRb　　三極管的電流分配關(guān)系IEpICBOIEICIBIEnIBnICnIC = ICn + ICBO (A) IE = ICn + IBn + IEp (B)　 　 一般要求 ICn 在 IE 中占的比例 盡量大。而二者之比稱 直流電流放大系數(shù) ，即一般可達(dá) ~ IB+ ICBO = IBN + IEp (C)第一章 半導(dǎo)體器件將三極管電流分配關(guān)系式 （ A）（ B）（ C） 合并化簡(jiǎn)得到：IE = IC + IB代入 (1)式，得 其中：　　共射直流電流放大系數(shù)。第一章 半導(dǎo)體器件上式中的后一項(xiàng)常用 ICEO 表示， ICEO 稱穿透電流。當(dāng) ICEO IC 時(shí)，忽略 ICEO，則由上式可得　 　 共射直流電流放大系數(shù) 近似等于 IC 與 IB 之比。 一般 值約為幾十 ~ 幾百。第一章 半導(dǎo)體器件三極管的電流分配關(guān)系一組三極管電流關(guān)系典型數(shù)據(jù)IB/mA ? 0 IC/mA IE/mA 0 1. 任何一列電流關(guān)系符合 IE = IC + IB， IB IC IE, IC ? IE?！?　 2. 當(dāng) IB 有微小變化時(shí)， ? IC 較大。說明 三極管具有電流放大作用。 3. 共射電流放大系數(shù)共基電流放大系數(shù)第一章 半導(dǎo)體器件IB/mA ? 0 IC/mA IE/mA 0 4. 在表的第一列數(shù)據(jù)中， IE = 0 時(shí)， IC = mA = ICBO， ICBO 稱為 反向飽和電流 。 在表的第二列數(shù)據(jù)中， I B = 0， IC = mA = ICEO， 稱為 穿透電流 。第一章 半導(dǎo)體器件　 　 根據(jù) ? 和 ? 的定義，以及三極管中三個(gè)電流的關(guān)系，可得故 ? 與 ? 兩個(gè)參數(shù)之間滿足以下關(guān)系：　 　 直流參數(shù) 與交流參數(shù) ?、 ? 的含義是不同的，但是，對(duì)于大多數(shù)三極管來說， ? 與 ， ? 與 的數(shù)值卻差別不大，計(jì)算中，可不將它們嚴(yán)格區(qū)分。第一章 半導(dǎo)體器件輸出回路輸入回路+UCE?　三極管的特性曲線　 　 特性曲線是選用三極管的主要依據(jù)，可從半導(dǎo)體器件手冊(cè)查得。IBUCE圖 　三極管共射特性曲線測(cè)試電路ICVCCRbVBBcebRcV?+ V?+?A ?++?mA 輸入特性：輸出特性：UBE第一章 半導(dǎo)體器件一、輸入特性 (1) UCE = 0 時(shí)的輸入特性曲線RbVBBcebIB+UBE_VBBIB+UBE_bceOIB/?A 當(dāng) UCE = 0 時(shí)，基極和發(fā)射極之間相當(dāng)于兩個(gè) PN 結(jié)并聯(lián)。所以，當(dāng) b、 e 之間加正向電壓時(shí)，應(yīng)為兩個(gè)二極管并聯(lián)后的正向伏安特性。圖 (上中圖 )　 圖 (下圖 )　第一章 半導(dǎo)體器件　　 (2) UCE 0 時(shí)的輸入特性曲線　 　 當(dāng) UCE 0 時(shí)，這個(gè)電壓有利于將發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的電子收集到集電極。UCE UBE，三極管處于放大狀態(tài)。 * 特性右移 (因集電結(jié)開始吸引電子 )OIB/?AUCE ≥ 1 時(shí)的輸入特性具有實(shí)用意義。IBUCEICVCCRbVBBcebRCV?+ V?+?A ?++?mAUBE　 　 * UCE ≥ 1 V，特性曲線重合。圖 　三極管共射特性曲線測(cè)試電路圖 　三極管的輸入特性第一章 半導(dǎo)體器件二、輸出特性圖 　 NPN 三極管的輸出特性曲線IC / mAUCE /V100 181。A80181。A60 181。A40 181。A20 181。AIB = 0O 5 10 154321　 　 劃分三個(gè)區(qū)：截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)。截止區(qū)放大區(qū)飽和區(qū)放大區(qū)　 　 1. 截止區(qū)　 IB ≤ 0 的區(qū)域?！?　 兩個(gè)結(jié)都處于反向偏置?！?　 IB= 0 時(shí)， IC = ICEO。 硅管約等于 1 ?A，鍺管約為幾十 ~ 幾百微安。截止區(qū)截止區(qū)第一章 半導(dǎo)體器件2. 放大區(qū)：條件： 發(fā)射結(jié)正偏　　　集電結(jié)反偏　 　 特點(diǎn) ： 各條輸出特性曲線比較平坦，近似為水平線，且等間隔。二、輸出特性IC / mAUCE /V100 181。A80181。A60 181。A40 181。A20 181。AIB =0O 5