半導體三極管 (4)課件

§1.3半導體三極管11.3.1基本結(jié)構、類型和符號BECNNP基極發(fā)射極集電極NPN型PNP集電極基極發(fā)射極BCEPNP型一、結(jié)構2BECNNP基極發(fā)射極集電極基區(qū)：較薄，摻雜濃度低集電區(qū)：面積較大發(fā)射區(qū)：摻雜濃度較高三極管在制造時必須滿足以下條件：1、發(fā)射區(qū)摻雜濃度最大，它的作用是發(fā)射載流子。2、基區(qū)必須做得很?。ㄎ⒚准墸诫s濃度最小，它的作用是傳輸和控制載流子。3、集電區(qū)要做得體積最大，它的作用是收集載流子。3三、符號BECIBIEICNPN型三極管BECIBIEICPNP型三極管5uiuoCEBECBuiuoECBuiuo共發(fā)射極共集電極共基極1.3.2三極管的連接方式一、共發(fā)射極接法二、共集電極接法三、共基極接法61.3.3電流放大原理三極管正常放大外加電壓必須滿足：1．發(fā)射結(jié)外加正向電壓，即P區(qū)較N區(qū)為正。2．集電結(jié)外加反向電壓，即P區(qū)較N區(qū)為負。正常放大時，NPN管集電極電位最高，基極電位次之，射極電位最低。即UC

UB

UE

；PNP管則反之，射極電位最高，基極電位次之，集電極電位最低。即UE

UB

UC.7BECNNPUBBRBUCCIE基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴散可忽略。IBE進入P區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復合，形成電流IBE

，多數(shù)擴散到集電結(jié)。發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴散，形成發(fā)射極電流IE。電流放大原理9BECNNPUBBRBUCCIE集電結(jié)反偏，有少子形成的反向電流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBOICEIBEICE從基區(qū)擴散來的電子作為集電結(jié)的少子，漂移進入集電結(jié)而被收集，形成ICE。一、載流子傳輸過程發(fā)射、復合、收集10IB=IBE-ICBOIBEIBBECNNPEBRBECIEICBOICEIC=ICE+ICBO

ICEIBE二、各極電流關系111.3.4特性曲線ICmAAVVUCEUBERBIBUCCUBB

實驗線路13一、輸入特性UCE1VIB(A)UBE(V)204060800.40.8工作壓降：硅管UBE0.6~0.7V,鍺管UBE0.2~0.3V。UCE=0VUCE=0.5V死區(qū)電壓，硅管0.5V，鍺管0.2V。14二、輸出特性IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域滿足IC=IB稱為線性區(qū)（放大區(qū)）。當UCE大于一定的數(shù)值時，IC只與IB有關，IC=IB。15IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域中:IB=0,IC=ICEO,UBE<死區(qū)電壓，稱為截止區(qū)。17輸出特性三個區(qū)域的特點:放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。即：IC=IB,且IC

=

IB(2)飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。即：UCEUBE

，

IB>IC，UCE0.3V

(3)截止區(qū)：

UBE<死區(qū)電壓，IB=0，IC=ICEO

0

18例：

=50，UCC

=12V，

RB

=70k，RC

=6k

當UBB

=-2V，2V，5V時，晶體管工作于哪個區(qū)？當USB

=-2V時：ICUCEIBUBCRBUBBCBERCUBEIB=0，IC=0IC最大飽和電流：Q位于截止區(qū)

說明電源的習慣連接方式，B、C共用電源19USB

=5V時:例：

=50，USC

=12V，

RB

=70k，RC

=6k

當USB

=-2V，2V，5V時，晶體管工作于哪個區(qū)？ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEQ位于飽和區(qū)，此時IC和IB

已不是倍的關系。211.3.5主要參數(shù)前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的公共點，稱為共射接法，相應地還有共基、共集接法。共射直流電流放大倍數(shù)：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IB，相應的集電極電流變化為IC，則交流電流放大倍數(shù)為：1.電流放大倍數(shù)和

22例：UCE=6V時：IB=40A,IC=1.5mA；IB=60A,IC=2.3mA。在以后的計算中，一般作近似處理：=23BECNNPICBOICEO=（1+）ICBO

IBEIBEICBO進入N區(qū)，形成IBE。根據(jù)放大關系，由于IBE的存在，必有電流IBE。集電結(jié)反偏有ICBO3.集-射極反向截止電流ICEOICEO受溫度影響很大，當溫度上升時，ICEO增加很快，所以IC也相應增加。三極管的溫度特性較差。254.集電極最大電流ICM集電極電流IC上升會導致三極管的值的下降，當值下降到正常值的三分之二時的集電極電流即為ICM。5.集-射極反向擊穿電壓當集---射極之間的電壓UCE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25C、基極開路時的擊穿電壓U(BR)CEO。266.集電極最大允許功耗PCM集電極電流IC

流過三極管，所發(fā)出的焦耳熱為：PC=ICUCE必定導致結(jié)溫上升，所以PC

有限制。PCPCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)271.3.7復合管（達林頓管）復合管：將兩個或兩個以上的三極管進行適當?shù)倪B接，組合成一個等效的管子。優(yōu)點：可獲得很高的電流增益。缺點：穿透電流大連接要求：1.前后級三極管之間的電