晶體管原理BJT的學習教案

晶體管原理BJT的學習教案第1頁/共17頁

美國貝爾實驗室發(fā)明的世界上第一支鍺點接觸式雙極型晶體管。隨后出現(xiàn)了結(jié)型雙極型晶體管。第2頁/共17頁

雙極型晶體管有兩種基本結(jié)構(gòu)：PNP型和

NPN型，其結(jié)構(gòu)示意圖和在電路圖中的符號如下。NNNPPPEEEEBBBBCCCC3.1.1雙極結(jié)型晶體管的結(jié)構(gòu)

雙極結(jié)型晶體管(BipolarJunctionTransistor)簡稱為雙極型晶體管，或晶體管。第3頁/共17頁

均勻基區(qū)晶體管：基區(qū)摻雜為均勻分布。少子在基區(qū)主要作擴散運動，又稱為

擴散晶體管。

緩變基區(qū)晶體管：基區(qū)摻雜近似為指數(shù)分布，少子在基區(qū)主要作漂移運動，又稱為

漂移晶體管。PN+N0xjcxjeNE(x)NB(x)NCx0xjcxje第4頁/共17頁

加在各PN

結(jié)上的電壓為PNP

管，NPN

管，

根據(jù)兩個結(jié)上電壓的正負，晶體管有4種工作狀態(tài)，E結(jié)＋＋－－

工作狀態(tài)放大狀態(tài)，用于模擬電路飽和狀態(tài)，用于數(shù)字電路截止狀態(tài)，用于數(shù)字電路倒向放大狀態(tài)C結(jié)－＋－＋3.1.2偏壓與工作狀態(tài)

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均勻基區(qū)晶體管在4種工作狀態(tài)下的少子分布圖放大狀態(tài)：飽和狀態(tài)：截止狀態(tài)：倒向放大狀態(tài)：3.1.3少子濃度分布與能帶圖

第6頁/共17頁

均勻基區(qū)

NPN

晶體管在平衡狀態(tài)下的能帶圖ECEFEVNNP第7頁/共17頁

均勻基區(qū)

NPN

晶體管在4種工作狀態(tài)下的能帶圖放大狀態(tài)：飽和狀態(tài)：截止狀態(tài)：倒向放大狀態(tài)：第8頁/共17頁3.1.4晶體管的放大作用

晶體管放大電路有兩種基本類型：共基極接法

與

共發(fā)射極接法。BECBPNPNENBNCIEIBICECBNPIEIBPENENBNCIC第9頁/共17頁

為了理解晶體管中的電流變化情況，先復習一下PN

結(jié)中的正向電流。VP區(qū)N區(qū)0第10頁/共17頁

以

PNP

管為例。忽略勢壘區(qū)產(chǎn)生復合電流，處于放大狀態(tài)的晶體管內(nèi)部的各電流成分如下圖所示，第11頁/共17頁

從IE

到IC

，發(fā)生了兩部分虧損：InE與Inr

。

要減小InE

，就應使NE

>>NB

；

要減小Inr

，就應使WB<<LB

。第12頁/共17頁

定義：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)零偏時的IC

與IE

之比，稱為共基極直流短路電流放大系數(shù)，記為，即：

定義：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏時的IC

與IE

之比，稱為共基極靜態(tài)電流放大系數(shù)，記為

hFB

，即：第13頁/共17頁

定義：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)零偏時的IC

與IB

之比，稱為共發(fā)射極直流短路電流放大系數(shù)，記為

，即：

定義：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏時的IC

與IB

之比，稱為共發(fā)射極靜態(tài)電流放大系數(shù)，記為hFE

，即：第14頁/共17頁

α與

hFB以及

β與

hFE在數(shù)值上幾乎沒有什么區(qū)別，但是若采用

α與

β

的定義，則無論對

α與

β本身的推導還是對晶體管直流電流電壓方程的推導，都要更方便一些，所以本書只討論

α與

β

。

根據(jù)晶體管端電流之間的關系：IB=IE

-

IC

，及

α與

β的定義，可得

α與

β之間的關系為

對于一般的晶體管，α=0.950~0.995，β=20~200。第15頁/共17頁

除了上面兩種直流電流放大系