雙極型三極管

雙極型三極管1、3、1晶體管得結構常用得三極管得結構有硅平面管和鍺合金管兩種類型。(a)平面型(NPN)(b)合金型(PNP)NecNPb二氧化硅becPNPe發(fā)射極,b基極,c集電極。平面型(NPN)三極管制作工藝

在N型硅片(集電區(qū))氧化膜上刻一個窗口,將硼雜質進行擴散形成P型(基區(qū)),再在P型區(qū)上刻窗口,將磷雜質進行擴散形成N型得發(fā)射區(qū)。引出三個電極即可。

合金型三極管制作工藝:在N型鍺片(基區(qū))兩邊各置一個銦球,加溫銦被熔化并與N型鍺接觸,冷卻后形成兩個P型區(qū),集電區(qū)接觸面大,發(fā)射區(qū)摻雜濃度高。(a)NPN型ecb符號集電區(qū)集電結基區(qū)發(fā)射結發(fā)射區(qū)集電極c基極b發(fā)射極eNNP集電區(qū)集電結基區(qū)發(fā)射結發(fā)射區(qū)集電極c發(fā)射極e基極b

cbe符號NNPPN(b)PNP型1、3、2晶體管得電流放大原理以NPN型晶體三極管為例討論cNNPebbec表面看晶體管若實現(xiàn)放大,必須從晶體管內部結構和外部所加電源得極性來保證。不具備放大作用晶體管內部結構要求:NNPebcNNNPPP1)發(fā)射區(qū)高摻雜。2)基區(qū)做得很薄。通常只有幾微米到幾十微米,而且摻雜較少。3)集電結面積大。RCUBBUCCRB晶體管放大得外部條件:外加電源得極性應使發(fā)射結處于正向偏置狀態(tài),而集電結處于反向偏置狀態(tài)。becRcRb1、三極管中載流子運動過程IEIB(1)發(fā)射發(fā)射區(qū)得電子越過發(fā)射結擴散到基區(qū),基區(qū)得空穴擴散到發(fā)射區(qū)—形成發(fā)射極電流IE

(基區(qū)多子數目較少,空穴電流可忽略)。(2)復合和擴散電子到達基區(qū),少數與空穴復合形成基極電流Ibn,復合掉得空穴由UBB補充。多數電子在基區(qū)繼續(xù)擴散,到達集電結得一側。becIEIBRcRb1、三極管中載流子運動過程(3)收集集電結反偏,有利于收集基區(qū)擴散過來得電子而形成集電極電流Icn。其能量來自外接電源UCC。IC另外,集電區(qū)和基區(qū)得少子在外電場得作用下將進行漂移運動而形成反向飽和電流,用ICBO表示。ICBO大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點2、三極管得電流分配關系IC=ICN+ICBO

IE=ICN+IBN+ICBO=IEN+IEPUBBUCCRBRCIE=IC+IBIB=IBN+IPE-ICBO三個極得電流之間滿足節(jié)點電流定律,即3、晶體管電流放大系數(1)直流電流放大系數

一般要求ICN在IE中占得比例盡量大。而二者之比稱直流電流放大系數,即一般可達0、95~0、99為共基極直流放大系數將(1)式代入IE=IC+IB得其中：稱為共射極直流電流放大系數。上式中得后一項常用ICEO表示,ICEO稱穿透電流。當ICEO<<IC時,忽略ICEO,則由上式可得共射極直流電流放大系數近似等于IC與IB之比。一般值約為幾十~幾百。(2)交流電流放大系數在共射極放大電路中,當有輸入電壓?ui作用時,則晶體管得基極電流將在IB得基礎上疊加動態(tài)電流?iB,集電極電流也將在IC得基礎上疊加動態(tài)電流?iC。通常將集電極電流變化量?iC與基電極電流變化量?iB之比定義為共射極交流電流放大系數,用

表示。即:共射電流放大系數同樣?iC與?iE之比定義為共基極交流電流放大系數。共基電流放大系數根據

和

得定義,以及三極管中三個電流得關系,可得故

與

兩個參數之間滿足以下關系:直流參數與交流參數

、

的含義是不同的，但是，對于大多數三極管來說，

與，

與的數值卻差別不大，計算中，可不將它們嚴格區(qū)分。輸出回路輸入回路+UCE-1、3、3

晶體管得特性曲線

特性曲線就是選用三極管得主要依據,可從半導體器件手冊查得。特性曲線分為輸入特性曲線與輸出特性曲線。IBUCEICUCCRBUBBcebRCV

+V

+

A

++

mA輸入特性:對共發(fā)射極放大電路而言,輸入特性曲線就是描述基極電流iB與電壓uBE之間得關系。輸出特性:就是描述集電極電流iC與電壓uCE之間得關系。+UCE-+UCE-IBIBIBUBE共射特性曲線測試電路1、輸入特性

(1)uCE=0時得輸入特性曲線RBUBBcebIB+UBE_UBBIB+UBE_bceOiB/A

當uCE=0時,基極和發(fā)射極之間相當于兩個PN結并聯(lián)。所以,當b、e之間加正向電壓時,應為兩個二極管并聯(lián)后得正向伏安特性。(2)

uCE>0時得輸入特性曲線

當uCE>0時,這個電壓有利于將發(fā)射區(qū)擴散到基區(qū)得電子收集到集電極。uCE>uBE,三極管處于放大狀態(tài)。*特性右移(因集電結開始吸引電子)OiB/AuCE≥1時得輸入特性具有實用意義。iBUCEiCUCCRBUBBcebRCV

+V

+

A

++

mAUBE*uCE

≥1V,特性曲線重合。2、輸出特性劃分三個區(qū):截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)。(1)截止區(qū)iB≤0得區(qū)域。兩個結都處于反向偏置。iB=0時,iC=ICEO。硅管約等于1A,鍺管約為幾十~幾百微安。(2)放大區(qū):條件:發(fā)射結正偏集電結反偏特點:各條輸出特性曲線比較平坦,近似為水平線,且等間隔。集電極電流和基極電流體現(xiàn)放大作用,即對NPN管uBE>0,uBC<02、輸出特性(3)飽和區(qū):條件:兩個結均正偏對NPN型管,uBE>0uBC>0。特點:iC基本上不隨iB而變化,在飽和區(qū)三極管失去放大作用。iC

iB。當uCE=uBE,即uCB=0時,稱臨界飽和,uCE

<

uBE時稱為過飽和。飽和管壓降UCES<0、4V(硅管),UCES<0、2V(鍺管)2、輸出特性1、3、4

晶體管得主要參數三極管得連接方式ICIE+C2+C1UEEReUCCRc(b)共基極接法UCCRb+UBBC1TICIBC2Rc+(a)共發(fā)射極接法(2)共射直流電流放大系數忽略穿透電流ICEO時,(1)共基直流電流放大系數忽略反向飽和電流ICBO時,1、直流參數就是表征管子在直流電壓作用下得參數。有以下幾個:(3)集電極和基極之間得反向飽和電流ICBO(4)集電極和發(fā)射極之間得反向飽和電流ICEO(a)ICBO測量電路(b)ICEO測量電路ICBOceb

AICEO

Aceb小功率鍺管ICBO約為幾微安;硅管得ICBO小,有得為納安數量級。當b開路時,c和e之間得電流。值愈大，則該管的ICEO也愈大。(1)共射電流放大系數

(1)共基電流放大系數

和

這兩個參數不就是獨立得,而就是互相聯(lián)系,關系為:2、交流參數交流參數就是交流條件下起作用得參數,她反映三極管對動態(tài)信號得性能指標。3、極限參數(1)集電極最大允許電流ICM當iC過大時,三極管得

值要減小。在iC=ICM時,

值下降到額定值得三分之二。(2)集電極最大允許耗散功率PCM過損耗區(qū)安全工作區(qū)將iC與uCE乘積等于規(guī)定得PCM值各點連接起來,可得一條雙曲線。iCuCE<PCM為安全工作區(qū)iCuCE>PCM為過損耗區(qū)iCuCEOPCM=iCuCE安全工作區(qū)安全工作區(qū)過損耗區(qū)過損耗區(qū)(3)極間反向擊穿電壓外加在三極管各電極之間