md半導(dǎo)體三極管學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1md半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管第一頁(yè)，編輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。集電極集電極第1頁(yè)/共28頁(yè)第二頁(yè)，編輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。一、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(lèi)型。(a) 平面型(NPN)(b) 合金型(PNP)NecNPb二氧化硅becPNPe 發(fā)射極 b基極 c 集電極第2頁(yè)/共28頁(yè)第三頁(yè)，編輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。一、三極管的結(jié)構(gòu)NcSiO2b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PNN 型半導(dǎo)體P 型半導(dǎo)體第3頁(yè)/共28頁(yè)第四頁(yè)，編輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。ecb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 eNN

2、P一、三極管的結(jié)構(gòu)o結(jié)構(gòu)示意圖（NPN 型）n結(jié)構(gòu)o三區(qū)o三極o兩結(jié)n結(jié)構(gòu)特點(diǎn)o基區(qū)很薄o發(fā)射區(qū)高摻雜o集電結(jié)面積大n符號(hào)o箭頭方向表示發(fā)射結(jié)正偏時(shí)電流方向n問(wèn)題o發(fā)射極和集電極可否互換？o結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能的關(guān)系？第4頁(yè)/共28頁(yè)第五頁(yè)，編輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。一、三極管的結(jié)構(gòu)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 bcbe符號(hào)NNPPN第5頁(yè)/共28頁(yè)第六頁(yè)，編輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。為什么有孔？為什么有孔？ 集電極集電極第6頁(yè)/共28頁(yè)第七頁(yè)，編輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。二、三極管的放大作用和載流子的運(yùn)動(dòng)o三極管實(shí)現(xiàn)放大所需條件o三極管中載流子的運(yùn)動(dòng)o三極管的電流分配關(guān)系

3、第7頁(yè)/共28頁(yè)第八頁(yè)，編輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。1、三極管實(shí)現(xiàn)放大所需條件cNNPebbeco三極管中的兩個(gè)PN結(jié)n三極管可以看成兩個(gè)背靠背的二極管；n將三極管接成二極管使用;n表面看，三極管不具備放大作用。o三極管實(shí)現(xiàn)放大所需條件n內(nèi)部結(jié)構(gòu)條件n外部條件o發(fā)射結(jié)正偏o集電結(jié)反偏n外部條件具體化oNPN 管： UCUB UEoPNP 管： UCUB UE第8頁(yè)/共28頁(yè)第九頁(yè)，編輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。becRcRbI EIB2、三極管中載流子的運(yùn)動(dòng)o發(fā)射 發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)的電子越過(guò)發(fā)射結(jié)到達(dá)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)。o復(fù)合和

4、擴(kuò)散n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。n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)。o收集n集電結(jié)反偏，有利于收集基區(qū)擴(kuò)散過(guò)來(lái)的電子而形成集電極電流 Icn，其能量來(lái)自外接電源VCC 。n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。I CICBO第9頁(yè)/共28頁(yè)第十頁(yè)，編輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。beceRcRbIEpICBOIEICIBIEnIBnICn3、三極管的電流分配關(guān)系IC = ICn + ICBO IE = ICn + IBn + IEp = IEn+ IEp 一般要求ICn 在IE 中占的比例盡量

5、大，而二者之比稱(chēng)共基直流電流放大系數(shù)，即一般可達(dá) 第10頁(yè)/共28頁(yè)第十一頁(yè)，編輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。三個(gè)極的電流之間滿(mǎn)足節(jié)點(diǎn)電流定律，即得其中共射直流電流放大系數(shù) 可將其忽略，則 CCBO II時(shí)，當(dāng)3、三極管的電流分配關(guān)系 IC = ICn + ICBO IE = ICn +IBn+IEp=IEn+IEpECnII 整理化簡(jiǎn)，得第11頁(yè)/共28頁(yè)第十二頁(yè)，編輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。上式中的后一項(xiàng)常用 ICEO 表示，ICEO 稱(chēng)穿透電流。當(dāng) ICEO 0 o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o基區(qū)電子和空穴的復(fù)合減少n輸入特性曲線 右移oUCE1V時(shí)的輸入特性曲線重合V2CE

6、 uV/BEuO0CE UiB/ A第18頁(yè)/共28頁(yè)第十九頁(yè)，編輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。2、輸出特性NPN 三極管的輸出特性曲線截止區(qū)飽和區(qū)常數(shù)常數(shù) B)(CECIUfIo截止區(qū)n工作條件o發(fā)射結(jié)反偏o集電結(jié)反偏n工作模式o截止模式 oIB 0 oIC 0n等效電路模型 三極管輸出端近似開(kāi)關(guān)斷開(kāi)ecbiC / mAuCE /V100 A80A60 A40 A20 AiB = 0O 5 10 154321放大區(qū)第19頁(yè)/共28頁(yè)第二十頁(yè)，編輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。2、輸出特性NPN 三極管的輸出特性曲線iC / mAuCE /V100 A80A60 A40 A20 AiB = 0O 5 1

7、0 154321o放大區(qū)n工作條件o發(fā)射結(jié)正偏o集電結(jié)反偏n特點(diǎn)o各條輸出特性曲線比較平坦，近似為水平線；o等間隔；o具有電流放大作用。n等效電路模型o受控電流源o受基極電流控制o電流控制型器件ecb第20頁(yè)/共28頁(yè)第二十一頁(yè)，編輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。2、輸出特性NPN 三極管的輸出特性曲線o飽和區(qū)n工作條件o發(fā)射結(jié)正偏o集電結(jié)正偏n特點(diǎn)oIC 基本上不隨 IB 而變化；o失去電流放大作用；o I C IBn等效電路模型o 恒壓源o近似看成開(kāi)關(guān)閉合iC / mAuCE /V100 A80A60 A40 A20 AiB = 0O 5 10 154321ecb第21頁(yè)/共28頁(yè)第二十二頁(yè)，編

8、輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。第22頁(yè)/共28頁(yè)第二十三頁(yè)，編輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。o溫度特性n溫度對(duì)參數(shù)的影響o溫度對(duì)ICBO的影響溫度每升高10，ICBO約增加一倍。 o溫度對(duì) 的影響溫度每升高1， 值約增大0.5%1%。o溫度對(duì)反向擊穿電壓V(BR)CBO、V(BR)CEO的影響 提高n溫度對(duì)輸出特性曲線的影響o水平上移o間距有所增大o應(yīng)用：溫度補(bǔ)償三極管四、三極管的主要特性及應(yīng)用第23頁(yè)/共28頁(yè)第二十四頁(yè)，編輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。五、三極管的主要參數(shù)第24頁(yè)/共28頁(yè)第二十五頁(yè)，編輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。1）共射電流放大系數(shù) 2）共射直流電流放大系數(shù) 忽略穿透電流 ICEO 時(shí)

9、，BCII 3）共基電流放大系數(shù) 4）共基直流電流放大系數(shù) 忽略反向飽和電流 ICBO 時(shí)， 和 這兩個(gè)參數(shù)不是獨(dú)立的，而是互相聯(lián)系，關(guān)系為：1、電流放大系數(shù)表征管子放大作用的參數(shù)。第25頁(yè)/共28頁(yè)第二十六頁(yè)，編輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。2、反向飽和電流ICBOceb AICEO Aceb值愈大，則該管的 ICEO 也愈大。 o集電極和基極之間的反向飽和電流 ICBOn測(cè)量電路n大小o小功率鍺管幾微安o硅管納安量級(jí)o集電極和發(fā)射極之間的反向飽和電流 ICEOn當(dāng) b 開(kāi)路時(shí)， c 和 e 之間的電流n測(cè)量電路o反向飽和電流間的關(guān)系第26頁(yè)/共28頁(yè)第二十七頁(yè)，編輯于星期六：二十點(diǎn) 七分。PCM = ICUCE3、極限參數(shù)o集電極最大允許電流 ICMo集電極最大允許耗散功率PCMo極間反向擊穿電壓nU(BR)CEO