雙極型半導(dǎo)體三極管的電流分配與控制

雙極型半導(dǎo)體三極管的電流分配與控制第1頁/共20頁2023/3/31.3.1結(jié)構(gòu)與符號1.3.2電流的分配與控制1.3.3伏安特性曲線1.3.4主要參數(shù)

1.3雙極型半導(dǎo)體三極管

半導(dǎo)體三極管有兩大類型

一是雙極型半導(dǎo)體三極管二是場效應(yīng)半導(dǎo)體三極管雙極型半導(dǎo)體三極管是由兩種載流子參與導(dǎo)電的半導(dǎo)體器件單極型半導(dǎo)體三極管是僅由多子參與導(dǎo)電的半導(dǎo)體器件第2頁/共20頁2023/3/31.3.1結(jié)構(gòu)與符號

雙極型三極管的結(jié)構(gòu)如圖。它有兩種類型:NPN型和PNP型。

第3頁/共20頁2023/3/31.3.1結(jié)構(gòu)與符號

雙極型三極管的結(jié)構(gòu)如圖。它有兩種類型:NPN型和PNP型。

e-b間的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)

c-b間的PN結(jié)稱為集電結(jié)

中間部分稱為基區(qū)，連上電極稱為基極，用B或b表示

一側(cè)稱為發(fā)射區(qū)，電極稱為發(fā)射極，用E或e表示

另一側(cè)稱為集電區(qū)和集電極，用C或c表示第4頁/共20頁2023/3/3內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點：發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最大，基區(qū)的摻雜濃度最小。集電區(qū)的面積比發(fā)射區(qū)的面積大，

它們并不對稱?；鶇^(qū)要制造得很薄，其厚度一般在幾個微米至幾十個微米。1.3.1結(jié)構(gòu)與符號？？？第5頁/共20頁2023/3/31.3.2

電流分配與控制若在放大工作狀態(tài)：發(fā)射結(jié)加正向電壓，集電結(jié)加反向電壓。發(fā)射結(jié)正偏時，從發(fā)射區(qū)將有大量的電子向基區(qū)擴散，形成的電流為IEN。

從基區(qū)向發(fā)射區(qū)有空穴的擴散運動，形成的電流IEP。

在基區(qū)被復(fù)合的電子形成的電流是IBN。

在集電結(jié)反偏電壓的作用下，進入集電結(jié)形成集電極電流ICN。因集電結(jié)反偏，使集電區(qū)的少子形成漂移電流ICBO。

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IE=IEN+IEP

且IEN>>IEP

IEN=ICN+IBN

且IEN>>IBN

ICN>>IBNIC=ICN+ICBO

IB=IEP+IBN－ICBOIE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN

=(ICN+ICBO)+(IBN+IEP－ICBO)

IE=IC+IB1.3.2電流分配與控制第7頁/共20頁2023/3/3

(1)三種組態(tài)

雙極型三極管有三個電極，其中兩個可以作為輸入,兩個可以作為輸出，這樣必然有一個電極是公共電極。三種接法也稱三種組態(tài)。

共集電極接法，集電極作為公共電極;

共基極接法，基極作為公共電極。共發(fā)射極接法，發(fā)射極作為公共電極；三極管的三種組態(tài)1.3.2電流分配與控制第8頁/共20頁2023/3/3(2)三極管的共基極電流放大系數(shù)發(fā)射極電流IE

控制集電極電流IC的關(guān)系可以用共基極電流放大系數(shù)系數(shù)來說明，定義:1.3.2電流分配與控制第9頁/共20頁2023/3/31.3.2電流分配與控制基極電流IB控制集電極電流IC的關(guān)系可以用共射極電流放大系數(shù)系數(shù)來說明，定義:第10頁/共20頁2023/3/31.3.3伏安特性曲線

輸入特性曲線——iB=f(vBE)

vCE=const

輸出特性曲線——

iC=f(vCE)

iB=const共發(fā)射極接法的電壓-電流關(guān)系第11頁/共20頁2023/3/3(1)輸入特性曲線其中vCE=0V的那一條相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向特性曲線。1.3.3伏安特性曲線當(dāng)vCE≥1V時，vCB=vCE

-vBE>0，集電結(jié)已進入反偏狀態(tài)，開始收集電子，且基區(qū)復(fù)合減少，IC/IB增大，特性曲線將向右稍微移動一些。

第12頁/共20頁2023/3/3共發(fā)射極接法輸出特性曲線（2）輸出特性曲線1.3.3伏安特性曲線如何解釋飽和區(qū)曲線陡直？如何解釋在放大區(qū)曲線近似與橫軸平行？第13頁/共20頁2023/3/3

輸出特性曲線可以分為三個區(qū)域:飽和區(qū)—iC受vCE顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)vCE的數(shù)值較小，一般vCE＜0.7

V(硅管)。此時發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。

截止區(qū)—iC接近零的區(qū)域，相當(dāng)iB=0的曲線的下方。此時，發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。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，電壓大于0.7

V左右(硅管)。1.3.3伏安特性曲線（2）輸出特性曲線第14頁/共20頁2023/3/31.3.4主要參數(shù)1.集電極基極間反向飽和電流ICBO它相當(dāng)于集電結(jié)的反向飽和電流。

2.集電極發(fā)射極間的反向飽和電流ICEO相當(dāng)于基極開路時，集電極和發(fā)射極間的反向飽和電流。即輸出特性曲線IB=0那條曲線所對應(yīng)的Y坐標(biāo)的數(shù)值。極間反向電流一、半導(dǎo)體三極管的參數(shù)分為三大類:直流參數(shù)交流參數(shù)極限參數(shù)

第15頁/共20頁2023/3/3②集電極最大允許功率損耗PCM集電極電流通過集電結(jié)時所產(chǎn)生的功耗，

PCM≈ICVCE，因發(fā)射結(jié)正偏，呈低阻，所以功耗主要集中在集電結(jié)上。1.3.4主要參數(shù)極限參數(shù)

①集電極最大允許電流ICM第16頁/共20頁半導(dǎo)體三極管圖片1.3.4主要參數(shù)第17頁/共20頁2023/3/3二.半導(dǎo)體三極管的型號國家標(biāo)準(zhǔn)對半導(dǎo)體三極管的命名如下:3

D

G

110B

第二位：A鍺PNP管、B鍺NPN管、

C硅PNP管、D硅NPN管

第三位：X低頻小功率管、D低頻大功率管、

G高頻小功率管、A高頻大功率管、K開關(guān)管用字母表示材料用字母表示器件的種類用數(shù)字表示同種器件型號的序號用字母表示同一型號中的不同規(guī)格三極管1.3.4主要參數(shù)第18頁/共20頁2023/3/3

表1.3.1雙極型三極管的參數(shù)

參

數(shù)型

號

PCM

mW

ICM

mAVR

CBO

VVR

CEO

VVR

EBO

V

IC

BO

μA

f

T

MHz3AX31D1251252012≤6*≥83BX31C1251254024≤6*≥83CG101C10030450.11003DG123C5005