【正文】 vBE vBE vBE=f1(iB,vCE)=f1(IBQ, VCEQ) + ib + vce + … iB Q vCE Q VBEQ vbe 167。 ICBO (T2)= ICBO (T1) 2 T2－ T1 10 結(jié)電容 發(fā)射結(jié)電容 Cb′e , 集電結(jié)電容 Cb′c . 五、 BJT的電路模型 直流等效電路模型 (放大區(qū) ) 167。 BJT 溫度特性 △ VBE/ △ T=－ (2～ )mV/ oC 。 BJT 共基極直流電流放大系數(shù) . △ iC α= (3— 12) △ iE α β= 1－ α β α = (3— 14) 1+β α β= (3— 13) 1－ α β α = 1+β 表征穩(wěn)定性的參數(shù) ─ 極間反向電流 ICBO: 集電極 ─ 基極反向飽和電流 . ICEO: 集電極 ─ 發(fā)射極反向飽和電流 .(穿透電流 ) 表征安全工作區(qū)域的參數(shù) 167。 VCE(sat) ≈ (4) 擊穿區(qū) VCE↑→ VCB↑→ Jc ─ 雪崩擊穿 V(BR)CEO IB↑→ V(BR)CEO↓ IC≠βIB IC＜ βIB 167。 BJT (2) 截止區(qū) Je、 Jc均反偏 . 工程上規(guī)定 IB= 0 (IC=ICEO≈0)以下的區(qū)域稱為截止區(qū) 。 BJT 輸出特性 ─ 共射接法 iC=f(vCE ) iB =C 圖 O vBE1 vBE2 vBE3 vBE4 vCE VA iC A 圖 VCE IC ≈Ise 1－ (3— 10) VA VBE VT 20μA 60μA iB =100μA 80μA 40μA 放 大 區(qū) iC / mA 0 vCE / V 飽 和 區(qū) ICEO V(BR)CEO 截止區(qū) 擊 穿 區(qū) 0 5 4 3 2 1 167。 BJT + VBE － + VCB － + VCC － ICEO 圖 ICEO = ICBO +βICBO = (1 +β)ICBO 3. 電流分配關(guān)系 IE=IES(e － 1)≈IES e (3— 9) VBE VT VBE VT IC =βIB IC =αIE 三 、 BJT的特性曲線 167。 BJT α 1 IC = IB + ICBO 1－ α 1－ α α β= (3— 5) 1－ α 1 ICEO = ICBO 1－ α =(1+β) ICBO (3— 6) IC =βIB+ICEO ≈βIB IE=IC+IB≈(1+β) IB 2. α、 β、 ICBO 、 ICEO的物理含義 共基極直流電流放大倍數(shù) . α＜ 1,α→1 . ICn1 IC α= ≈ IE IE 167。 ③ 集電區(qū)收集電子 ,形成集電極電流 IC. IE=IC+IB≈(1+β) IB (3— 1) IC =βIB+ICEO ≈βIB (3— 2) IC =αIE+ICBO ≈αIE (3— 3) 167。 BJT 二 、 BJT的電流分配與電流放大作用 BJT內(nèi)部載流子的傳輸過程 ─見圖 . BJT放大所必須具備的外部條件是 : Je正偏 , Jc反偏 . ① 發(fā)射區(qū)發(fā)射電子 ,形成射極電流 IE。 發(fā)射區(qū)重摻雜 (1019 cm－ 3)。 雙 極 型 晶 體 管 (Bipolar Junction Transistor) 一、 結(jié)構(gòu)、分類、符號 P N P e b c 發(fā)射區(qū) 基區(qū) 集電區(qū) (發(fā)射結(jié) ) Je Jc (集電結(jié) ) b e c 圖 b e c Jc (集電結(jié) ) N P N e b c (發(fā)射結(jié) ) Je 發(fā)射區(qū) 基區(qū) 集電區(qū) 167。第 三 章 半導(dǎo)體三極管及其基本放大電路 167。 引言 20世紀 40年代 ,由 Bardeen,Brattain和 Schockley在貝爾實驗 室開發(fā)的硅晶體管 ,在 20世紀 50年代和 60年代掀起了第一次電子 革命 .這項成果導(dǎo)致了 1958年集成電路的開發(fā)及在電子電路中應(yīng) 用廣泛的晶體管運算放大器的產(chǎn)生 . 本章介紹的三極管屬于雙極型器件 ,是兩類晶體管中的第一 種類型 .下面將詳細討論其物理結(jié)構(gòu)、工作原理及其在放大電路 中的應(yīng)用 . 167。 BJT 圖 幾種 BJT的外形 結(jié)構(gòu)特點 : 基區(qū)很薄 (10－ 6m),且輕摻雜 (1015 cm－ 3)。 集電區(qū)面積大 ,且摻雜較輕 (1017 cm－ 3). BJT的結(jié)構(gòu)特點是決定其能進行信號放大的內(nèi)部物質(zhì)基礎(chǔ) . 167。 ② 電子在基區(qū)復(fù)合 ,形成基極電流 IB。 BJT IB=IEp+(IEn－ ICn1 )－ ICBO IC=ICn1+ICn2+ICp=ICn1+ICBO ICBO + VBB － RB RC + VCC － N P N E C B Je IEn I1 I2 Icp ICBO Jc IEp IB IE IC 圖 IE=IC+IB IE=IEp+ IEn IC =αIE+ICBO≈αIE IC=ICn1+ICBO ICn1 IC α= ≈ (3— 4) IE IE IC =α(IB+IC)+ICBO α 1 IC = IB + ICBO 1－ α 1－ α 167。 BJT α β= 1－ α ICn1 α= IE IB=IEp+(IEn－ ICn1)－ ICBO=IE－ ICn1－ ICBO IC－ ICBO IC β= ≈ IB－ ICBO IB β 共射極直流電流放大倍數(shù) . β ＞ 1. α β= 1－ α β α = (3— 8) 1+β 圖 ICBO 受溫度影響較大 c e b + VCC － ICBO (3— 7) 167。 BJT 輸入特性 ─ 共射接法 iB=f(vBE ) vCE =C E + vCE － iC + vBE － iB B C (a) vCE≥1V (b) vCE=0V vBE / V 0 iB /μA 圖 E B C WB N P N (c) 基區(qū)寬度調(diào)制效應(yīng) 167。 BJT (1) 放大區(qū) Je正偏 , Jc反偏 . IC =βIB+ICEO ≈βIB VCE IC (b) IC (a) β IC↑ IC ↓ β↓ 圖 167。 嚴格說來 , 截止區(qū)應(yīng)是 IE = 0以下的區(qū)域 . (IC=ICBO,IB=－ ICBO) (3) 飽和區(qū) Je、 Jc均正偏 . VBE(sat) ≈ 。 BJT 四、 BJT的主要參數(shù) 表征放大能力的參數(shù) IC β= IB 共射極直流電流放大系數(shù) (hFE). △ iC β= (3— 11) △ iB 共射極交流電流放大系數(shù) (hfe). 在小信號條件下 , β≈β. IC α= IE 共基極直流電流放大系數(shù) . 167。 BJT (1) 集電極最大允許電流 ICM (2) 集電極最大允許耗散功率 PCM (3) 反向擊穿電壓 VBR(EBO):集電極開路時 ,發(fā)射 極 ─ 基極間的反向擊穿電壓 . VBR(CBO):發(fā)射極開路時 ,集電 極 ─ 基極間的反向擊穿電壓 . VBR(CEO):基極開路時 ,集電極 ─發(fā)射極間的反向擊穿電壓 . VBR(CBO) ＞ VBR(CEO) V(BR)CEO PCM VCE / V 安 全 工 作 區(qū) 圖 O IC / mA ICM 167。 △ β /(βT )=(～ 1)%/oC。 BJT (a) b + VCC － + VBB － e IE Rc IC Rb IB c IB + VCC － + VBB － c (b) Rc IC Rb b e βIB + VBE － 圖 VBB－ VBE IB= Rb IC=βIB VCE=VCC－ ICRc 交流小信號等效電路模型 (放大區(qū) ) 167。 BJT iC iC iC=f2(iB,vCE)= f2 (IBQ,VCEQ) + ib + vce + … iB Q