清華模電第2講三極管課件

第三節(jié)半導體三極管雙極型晶體管(BJT)

一、三極管的結(jié)構(gòu)與種類結(jié)構(gòu)NPNPNP材料SiGe功率小功率管大功率管頻率低頻管｛｛｛｛NPN型PNP型三極管是由兩個PN結(jié)、三個雜質(zhì)半導體組成，雜質(zhì)半導體有P、N兩種類型，所以三極管的組成形式有NPN和PNP兩種。NPN型三極管(a)結(jié)構(gòu)示意圖(b)符號制造三極管時必須滿足工藝要求：

(1)基區(qū)必須做得很薄(2)發(fā)射區(qū)的摻雜濃度遠大于基區(qū)的摻雜濃度。(3)集電區(qū)比發(fā)射區(qū)體積大，且摻雜濃度低。集電區(qū)：面積最大基區(qū)：最薄，摻雜濃度最低發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高PNP型三極管

1、載流子的傳輸過程收集電流漂移電流

復合電流如圖可得2電流分配關(guān)系

直流電流放大系數(shù)將(1)式代入(2)式將(3)式代入(5)式(1)(2)(3)(4)(5)穿透電流結(jié)論由基極電流的微小變化引起的集電極電流的較大變化的特性稱為晶體管的電流放大作用。交流電流放大系數(shù)一般情況下，直流電流放大系數(shù)與交流電流放大系數(shù)差別很小，在分析估算中常取1）三電極電流關(guān)系：IE=IB+IC2）ICIB

，ICIE

3）ICIB，IE

(1+)IB電流分配關(guān)系共基電路（CB）

直流電流放大系數(shù)

與的關(guān)系共基電路交流電流放大系數(shù)與的關(guān)系三、三極管的輸入特性與輸出特性以NPN管共射電路為例1

輸入特性曲線族

三極管的輸入特性曲線與二極管相同，表示以為參變量時和的關(guān)系。即。輸入回路輸出回路硅NPN管的輸入特性曲線1.UCE=0V，b、e極間加正向電壓。2.UCE≥1V

分兩種情況來討論。

對于小功率管，UCE=1V的輸入特性曲線可以取代UCE大于1V的所有輸入特性曲線。（3）飽和區(qū)IC與IB無控制關(guān)系沒有電流放大作用飽和壓降UCES

（4）擊穿區(qū)（2）截止區(qū)IB≤0

沒有電流放大作用對小功率管約為(0.3～0.5)V。概念UCES是分隔放大區(qū)與飽和區(qū)的分隔線。四、三極管的主要參數(shù)1電流放大系數(shù)

（1）共射電路直流電流放大系數(shù)定義交流放大系數(shù)定義圖解β值

（2）共基電路直流電流放大系數(shù)定義為交流電流放大系數(shù)定義為（1）反向飽和電流ICBO（2）穿透電流ICEO2極間反向電流

指發(fā)射級開路時，集電極與基極間的反向飽和電流。

指基極開路時集電極與發(fā)射極間的穿透電流，它與的關(guān)系是4頻率參數(shù)

三極管幅頻特性（1）共射截止頻率當信號頻率較高時，由于管子內(nèi)部的電容效應作用明顯，使值下降。當下降到中低頻值的0.707倍時對應的頻率稱共射截止頻率。（2）共射特征頻率（3）共基截止頻率指當時的頻率。當時，管子失去放大作用。>>五、環(huán)境溫度對三極管參數(shù)的影響1溫度對ICBO的影響2溫度對β的影響3溫度對UBE的影響硅管的比鍺管小得多，優(yōu)良的硅管可以做到10nA以下。對硅管來說，隨溫度的變化往往不是主要問題，因此得到廣泛地應用。

三極管的值隨著溫度的升高而增大。其規(guī)律為每升高1℃，值增加(0.5～1)％。當一定，溫度每升高，減小2mV左右，或者說，對相同的，會隨著溫度的升高而增加。ICBO隨溫度的升高而增大。UBE隨溫度升高而降低。六、三極管的h參數(shù)微變等效電路［h］

適用于中低頻段

晶體管在中低頻、小信號作用下等效

1.中低頻段:kHz數(shù)量級以下2.小信號：mv級3.等效：線性化處理簡化的h參數(shù)微變等效電路可以用公式計算其中指基區(qū)的區(qū)電阻。對低頻小功率管約為；該式