《電子技術(shù)基礎（模擬）》課件ch04-1

1、4.1 半導體三極管4.1.1 BJT的結(jié)構(gòu)簡介4.1.2 放大狀態(tài)下BJT的工作原理4.1.3 BJT的VI特性曲線4.1.4 BJT的主要參數(shù)4.1.1 BJT的結(jié)構(gòu)簡介(a) 小功率管 (b) 小功率管 (c) 大功率管 (d) 中功率管 半導體三極管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。它有兩種類型:NPN型和PNP型。4.1.1 BJT的結(jié)構(gòu)簡介(a) NPN型管結(jié)構(gòu)示意圖(b) PNP型管結(jié)構(gòu)示意圖(c) NPN管的電路符號(d) PNP管的電路符號集成電路中典型NPN型BJT的截面圖4.1.1 BJT的結(jié)構(gòu)簡介 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。外部條件：發(fā)射結(jié)

2、正偏 集電結(jié)反偏4.1.2 放大狀態(tài)下BJT的工作原理1. 內(nèi)部載流子的傳輸過程發(fā)射區(qū)：發(fā)射載流子集電區(qū)：收集載流子基區(qū)：傳送和控制載流子 （以NPN為例） 由于三極管內(nèi)有兩種載流子(自由電子和空穴)參與導電，故稱為雙極型三極管或BJT (Bipolar Junction Transistor)。 IC= InC+ ICBOIE=IB+ IC放大狀態(tài)下BJT中載流子的傳輸過程2. 電流分配關(guān)系根據(jù)傳輸過程可知 IC= InC+ ICBO通常 IC ICBO 為電流放大系數(shù)。它只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無關(guān)。一般 = 0.90.99 。IE=IB+ IC放大狀態(tài)下BJT中載流子

3、的傳輸過程 是另一個電流放大系數(shù)。同樣，它也只與管子的結(jié)構(gòu)尺寸和摻雜濃度有關(guān)，與外加電壓無關(guān)。一般 1 。根據(jù)IE=IB+ IC IC= InC+ ICBO且令ICEO= (1+ ) ICBO（穿透電流）2. 電流分配關(guān)系3. 三極管的三種組態(tài)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；BJT的三種組態(tài)共基極放大電路4. 放大作用若vI = 20mV電壓放大倍數(shù)使iE = -1 mA，則iC = iE = -0.98 mA，vO = -iC RL = 0.98 V，當 = 0.98 時， 綜上所述，三極管

4、的放大作用，主要是依靠它的發(fā)射極電流能夠通過基區(qū)傳輸，然后到達集電極而實現(xiàn)的。實現(xiàn)這一傳輸過程的兩個條件是：（1）內(nèi)部條件：發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度遠大于基區(qū)雜質(zhì)濃度，且基區(qū)很薄。（2）外部條件：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。4.1.3 BJT的V-I 特性曲線 iB=f(vBE) vCE=const(2) 當vCE1V時， vCB= vCE - vBE0，集電結(jié)已進入反偏狀態(tài)，開始收 集電子，基區(qū)復合減少，同樣的vBE下 IB減小，特性曲線右移。(1) 當vCE=0V時，相當于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。1. 輸入特性曲線（以共射極放大電路為例）共射極連接飽和區(qū)：iC明顯受vCE控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)，

5、一般vCE0.7V (硅管)。此時，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或反偏電壓很小。iC=f(vCE) iB=const2. 輸出特性曲線輸出特性曲線的三個區(qū)域:截止區(qū)：iC接近零的區(qū)域，相當iB=0的曲線的下方。此時， vBE小于死區(qū)電壓。放大區(qū)：iC平行于vCE軸的區(qū)域，曲線基本平行等距。此時，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。4.1.3 BJT的V-I 特性曲線 (1) 共發(fā)射極直流電流放大系數(shù) =（ICICEO）/IBIC / IB vCE=const1. 電流放大系數(shù) 4.1.4 BJT的主要參數(shù)與iC的關(guān)系曲線 (2) 共發(fā)射極交流電流放大系數(shù) =IC/IBvCE=const1. 電流放大系數(shù) (3)

6、 共基極直流電流放大系數(shù) =（ICICBO）/IEIC/IE (4) 共基極交流電流放大系數(shù) =IC/IEvCB=const 當ICBO和ICEO很小時， 、 ，可以不加區(qū)分。4.1.4 BJT的主要參數(shù) 2. 極間反向電流 (1) 集電極基極間反向飽和電流ICBO 發(fā)射極開路時，集電結(jié)的反向飽和電流。 4.1.4 BJT的主要參數(shù) (2) 集電極發(fā)射極間的反向飽和電流ICEO ICEO=（1+ ）ICBO 4.1.4 BJT的主要參數(shù) 2. 極間反向電流(1) 集電極最大允許電流ICM(2) 集電極最大允許功率損耗PCM PCM= ICVCE 3. 極限參數(shù)4.1.4 BJT的主要參數(shù) 3. 極限參數(shù)4.1.4 BJT的主要參數(shù)(3) 反向擊穿電壓 V(BR)CBO發(fā)射極開路時的集電結(jié)反 向擊穿電壓。 V(BR) EBO集電極開路時發(fā)射結(jié)的反 向擊穿電壓。 V(BR)CEO基極開路時集電極和發(fā)射 極間的擊穿電壓。幾個擊穿電壓有如下關(guān)系 V(BR)CBOV(BR)CEOV(BR) EBO4.1.5 溫度對BJT參數(shù)及特性的影響(1) 溫度對ICBO的影響溫度每升高10，ICBO約增加一倍。 (2) 溫度對 的影響溫度每升高1， 值約增