《晶體三極管》PPT課件.ppt

1、第四講 晶體三極管 一、晶體管的結構和符號 二、晶體管的放大原理 三、晶體管的共射輸入、輸出特性 四、溫度對晶體管特性的影響 五、主要參數(shù) B E C N N P 基極基極 發(fā)射極發(fā)射極 集電極集電極 NPN型型 P N P 集電極集電極 基極基極 發(fā)射極發(fā)射極 B C E PNP型型 一、結構一、結構 一、三極管的結構和符號一、三極管的結構和符號 B E C N N P 基極基極 發(fā)射極發(fā)射極 集電極集電極 發(fā)射結發(fā)射結 集電結集電結 二、類型二、類型 有有PNP型和型和NPN型；硅管和鍺管；大功率管型；硅管和鍺管；大功率管 和小功率管；高頻管和低頻管。和小功率管；高頻管和低頻管。 B E

2、C N N P 基極基極 發(fā)射極發(fā)射極 集電極集電極 基區(qū)：較薄，基區(qū)：較薄， 摻雜濃度低摻雜濃度低 集電區(qū)：集電區(qū)： 面積較大面積較大 發(fā)射區(qū)：摻發(fā)射區(qū)：摻 雜濃度較高雜濃度較高 B E C N N P VBB RB VCc IE 基區(qū)空穴基區(qū)空穴 向發(fā)射區(qū)向發(fā)射區(qū) 的擴散的擴散 IEP可忽可忽 略。略。 IBN 進入進入P區(qū)的電子區(qū)的電子 少部分與基區(qū)的少部分與基區(qū)的 空穴復合，形成空穴復合，形成 電流電流IBN ，多數(shù)，多數(shù) 擴散到集電結。擴散到集電結。 發(fā)射結正發(fā)射結正 偏，發(fā)射偏，發(fā)射 區(qū)電子不區(qū)電子不 斷向基區(qū)斷向基區(qū) 擴散，形擴散，形 成發(fā)射極成發(fā)射極 電流電流IEN。 （集電結

3、反偏），即 （發(fā)射結正偏） 放大的條件 BECECB ONBE 0uuu Uu 二、晶體管電流放大原理二、晶體管電流放大原理 Rc B E C N N P VBB RB VCC IE 集電結反偏，集電結反偏， 有少子形成的有少子形成的 反向電流反向電流ICBO。 ICBO IC=ICN+ICBO ICN IBN ICN 從基區(qū)擴從基區(qū)擴 散來的電散來的電 子作為集子作為集 電結的少電結的少 子，漂移子，漂移 進入集電進入集電 結而被收結而被收 集，形成集，形成 ICn。 一、載流子傳輸過程一、載流子傳輸過程 發(fā)射、復合、收集發(fā)射、復合、收集 電流電流IBN Rc IB=IBN+ IEP -IC

4、BO IB B E C N N P VBB RB VCC IE ICBO ICN IBN 二、各極電流關系二、各極電流關系 IE=IEN+ IEP =IBN+ ICN + IEP IC=ICN+ ICBO Rc 電流分配：電流分配： I IE EI IB BI IC C I IE E擴散運動形成的電流擴散運動形成的電流 I IB B復合運動形成的電流復合運動形成的電流 I IC C漂移運動形成的電流漂移運動形成的電流 ICE與與IBE之比稱為電流放大倍數(shù)之比稱為電流放大倍數(shù) B C CBOB CBOC B CN I I II II I I 三、電流放大系數(shù)三、電流放大系數(shù) 直流電流直流電流 放

5、大系數(shù)放大系數(shù) CEO B C I i i 交流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù) B E C IB IE IC NPN型三極管型三極管 B E C IB IE IC PNP型三極管型三極管 IC mA A VVUCEUBE RB IB VCC VBB 實驗線路實驗線路 三、晶體管的共射輸入特性和輸出特性三、晶體管的共射輸入特性和輸出特性 Rc UCE 1V IB( A) UBE(V) 20 40 60 80 0.40.8 工作壓降：工作壓降： 硅管硅管 UBE 0.60.7V,鍺鍺 管管UBE 0.20.3V。 UCE=0V UCE =0.5V 死區(qū)電死區(qū)電 壓，硅管壓，硅管 0.5V，鍺，鍺 管

6、管0.2V。 CE )( BEBU ufi 1、輸入特性、輸入特性 為什么為什么UCE增大曲線右移？增大曲線右移？ 對于小功率晶體管，對于小功率晶體管，UCE大于大于1V的一條輸入特性曲線的一條輸入特性曲線 可以取代可以取代UCE大于大于1V的所有輸入特性曲線。的所有輸入特性曲線。 為什么像為什么像PN結的伏安特性？結的伏安特性？ 為什么為什么UCE增大到一定值曲增大到一定值曲 線右移就不明顯了？線右移就不明顯了？ 二、輸出特性二、輸出特性 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V)3 6912 IB=0 20 A 40 A 60 A 80 A 100 A 此區(qū)域滿此區(qū)域滿 足足IC= IB

7、 稱為線性稱為線性 區(qū)（放大區(qū)（放大 區(qū)）。區(qū)）。 當當UCE大于一大于一 定的數(shù)值時，定的數(shù)值時， IC只與只與IB有關，有關， IC= IB。 B )( CECi ufi IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V)3 6912 IB=0 20 A 40 A 60 A 80 A 100 A 此區(qū)域中此區(qū)域中UCE UBE, 集電結正偏，集電結正偏， IBIC， ，UCE 0.3V 稱為飽和區(qū)。稱為飽和區(qū)。 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V)3 6912 IB=0 20 A 40 A 60 A 80 A 100 A 此區(qū)域中此區(qū)域中 : IB=0,IC=ICEO, UBEIC，UC

8、E 0.3V (3) 截止區(qū)：截止區(qū)： UBE 死區(qū)電壓，死區(qū)電壓， IB=0 ， IC=ICEO 0 晶體管的三個工作區(qū)域晶體管的三個工作區(qū)域 例：例： =50， VCC =12V， RB =70k ， RC =6k 當當VBB = -2V，2V，5V時，時， 晶體管的靜態(tài)工作點晶體管的靜態(tài)工作點Q位位 于哪個區(qū)？于哪個區(qū)？ 當當VBB =-2V時：時： IC UCE IB VCC RB VBB C B E RC UBE mA2 6 12 max C CC C R V I IB=0 ， IC=0 IC最大飽和電流：最大飽和電流： Q位于截止區(qū)位于截止區(qū) 例：例： =50， USC =12V，

9、 RB =70k ， RC =6k 當當USB = -2V，2V，5V時，時， 晶體管的靜態(tài)工作點晶體管的靜態(tài)工作點Q位位 于哪個區(qū)？于哪個區(qū)？ IC ICmax (=2mA) ， Q位于放大區(qū)位于放大區(qū)。 IC UCE IB VCC RB VBB C B E RC UBE VBB =2V時：時： 9mA01.0 70 7 .02 B BEBB B R UV I 0.95mA9mA01050.II BC USB =5V時時: 例：例： =50， USC =12V， RB =70k ， RC =6k 當當USB = -2V，2V，5V時，時， 晶體管的靜態(tài)工作點晶體管的靜態(tài)工作點Q位位 于哪個區(qū)

10、？于哪個區(qū)？ IC UCE IB VCC RB VBB C B E RC UBE Q 位于飽和區(qū)，此時位于飽和區(qū)，此時IC 和和IB 已不是已不是 倍的關系。倍的關系。 mA061.0 70 7 .05 B BEBB B R UV I cmaxB I.I5m03mA061050 mA2 cmaxc II 四、溫度對晶體管特性的影響四、溫度對晶體管特性的影響 BEBBBE CEO )( uiiu IT 不變時，即不變時 五、主要參數(shù) 前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的 公共點，稱為共射接法，相應地還有共基、共公共點，稱為共射接法，相應地還有共基、共

11、集接法。集接法。共射共射直流電流放大倍數(shù)直流電流放大倍數(shù)： B C I I _ 工作于動態(tài)的三極管，真正的信號是疊加在工作于動態(tài)的三極管，真正的信號是疊加在 直流上的交流信號?；鶚O電流的變化量為直流上的交流信號?；鶚O電流的變化量為 IB， 相應的集電極電流變化為相應的集電極電流變化為 IC，則則交流電流放交流電流放 大倍數(shù)大倍數(shù)為：為： B I IC 1. 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)和和 _ 例：例：UCE=6V時時：IB = 40 A, IC =1.5 mA； IB = 60 A, IC =2.3 mA。 5 .37 04. 0 5 . 1 _ B C I I 40 04. 006. 0 5

12、. 13 . 2 B C I I 在以后的計算中，一般作近似處理：在以后的計算中，一般作近似處理： = 2.集集- -基極反向截止電流基極反向截止電流ICBO A ICBO ICBO是集是集 電結反偏電結反偏 由少子的由少子的 漂移形成漂移形成 的反向電的反向電 流，受溫流，受溫 度的變化度的變化 影響。影響。 B E C N N P ICBO ICEO= IBN+ICBO IBN IBN ICBO進入進入N 區(qū)，形成區(qū)，形成 IBN。 根據(jù)放大關系，根據(jù)放大關系， 由于由于IBN的存的存 在，必有電流在，必有電流 IBN。 集電結反集電結反 偏有偏有ICBO 3. 集集- -射極反向截止電流

13、射極反向截止電流ICEO ICEO受溫度影響受溫度影響 很大，當溫度上很大，當溫度上 升時，升時，ICEO增加增加 很快，所以很快，所以IC也也 相應增加。相應增加。三極三極 管的溫度特性較管的溫度特性較 差差。 4.集電極最大電流集電極最大電流ICM 集電極電流集電極電流IC上升會導致三極管的上升會導致三極管的 值的下降，值的下降， 當當 值下降到正常值的三分之二時的集電極電值下降到正常值的三分之二時的集電極電 流即為流即為ICM。 5.集集-射極反向擊穿電壓射極反向擊穿電壓 當集當集-射極之間的電壓射極之間的電壓UCE超過一定的數(shù)值超過一定的數(shù)值 時，三極管就會被擊穿。手冊上給出的數(shù)值是時，三極管就會被擊穿。手冊上給