電子電工技術(shù)6-2

電工電子技術(shù)

教學(xué)課件

(模塊6常用半導(dǎo)體器件)

丁衛(wèi)民編單元2晶體管

一、半導(dǎo)體晶體管的結(jié)構(gòu)

在一塊半導(dǎo)體芯片上，形成P型和N型半導(dǎo)體相隔的三個(gè)大小不等的導(dǎo)電區(qū)域和兩個(gè)PN結(jié)，分別從三個(gè)區(qū)引出電極引線，加上管殼封裝，就制成三極管。根據(jù)組成三個(gè)區(qū)P型或N型半導(dǎo)體的排列順序的不同，三極管分為NPN型和PNP型兩類(lèi)。圖中，中間的較小的區(qū)叫基區(qū)，基區(qū)兩側(cè)面積較大的區(qū)叫集電區(qū)，另一個(gè)是發(fā)射區(qū)，引出的電極分別叫基極（B）、集電極（C）、發(fā)射極（E）。兩個(gè)PN結(jié)分別稱(chēng)為發(fā)射結(jié)和集電結(jié)。三極管按芯片材料不同，有硅管和鍺管兩種。二、晶體管的特性

三極管在不同的外部電壓作用下，可呈現(xiàn)出三種特性：1．電流放大作用三極管具有電流放大作用的條件是：發(fā)射結(jié)（BE兩極間）加正向電壓，集電結(jié)（BC兩極間）加反向電壓（VC＞VB，VB＞VE）。即發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。這時(shí)，滿(mǎn)足以下關(guān)系：（1）三極管各極電流的分配關(guān)系為：發(fā)射極電流等于集電極電流與基極電流之和，即IE=IC+IB

且IC>>IB（2）集電極電流IC與基極電流IB滿(mǎn)足放大關(guān)系：

β

＝IＣ/IB或

β=△IC/△IB其中，β稱(chēng)為三極管的電流放大系數(shù)。

以上表明，三極管的基極電流發(fā)生微小變化時(shí)，集電極電流會(huì)發(fā)生較大變化，且比值基本恒定，這種小電流對(duì)大電流的控制作用，就是三極管的電流放大作用。

2．開(kāi)關(guān)作用

三極管除具有電流放大狀態(tài)外，還可處于另外兩種狀態(tài)，這就是截止或飽和狀態(tài)。（1）截止?fàn)顟B(tài)

三極管工作在截止?fàn)顟B(tài)的條件是：發(fā)射結(jié)（BE兩極間）加反向電壓，集電結(jié)（BC兩極間）也加反向電壓（VC＞VB，VE＞VB）。即發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均反向偏置。

三極管處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，兩PN結(jié)均近于斷開(kāi)狀態(tài)。這時(shí)，IC≠βIB,三極管不具備電流放大作用，而是相當(dāng)于一個(gè)斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)。（2）飽和狀態(tài)

三極管工作在飽和狀態(tài)的條件是：發(fā)射結(jié)（BE兩極間）加正向電壓，集電結(jié)（BC兩極間）也加正向電壓（VB＞VE，VB＞VC）。即發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均正向偏置。

三極管處于飽和狀態(tài)時(shí)，兩PN結(jié)均處于完全導(dǎo)通狀態(tài)，且

。這時(shí)，IC≠βIB

，三極管不具備電流放大作用，而是相當(dāng)于一個(gè)閉合的開(kāi)關(guān)。

綜上，三極管的截止和飽和狀態(tài)統(tǒng)稱(chēng)為開(kāi)關(guān)作用，即三極管截止時(shí)相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合，飽和時(shí)相當(dāng)于開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。三、晶體管的特性曲線（1）輸入特性曲線

輸入特性曲線是指集-射電壓UCE一定時(shí)，基極電流

b隨基-射電壓UBE而變化的曲線。即：

b=f(UBE)|UCE一定。曲線與二極管的正向特性相似，三極管正常放大時(shí)，工作在陡直的部分，電壓UBE數(shù)值不大，變化也較小，可近似認(rèn)為硅管UBE=0.7V，鍺管UBE=0.3V。（2）輸出特性曲線輸出特性曲線是指基極電流IB一定時(shí)，集電極電流IC隨集-射電壓UCE而變化的曲線。其函數(shù)關(guān)系為

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