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第 2 章 半导体三极管 (Semiconductor Transistor)

第二章 半导体三极管. C. P. C. N. C. N. B. P. B. P. B. N. E. E. E. 第 2 章 半导体三极管 (Semiconductor Transistor). 2.1 双极型半导体三极管. 2.1.1 晶体三极管. 一、结构与符号. collector. 集电极 C. — 集电区. 集电结. 基极 B. — 基区. 发射结. base. — 发射区. PNP 型. NPN 型. 发射极 E. emitter. 分类：. 按材料分： 硅管、锗管.

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第 2 章 半导体三极管 (Semiconductor Transistor)

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Presentation Transcript

  1. 第二章 半导体三极管 C P C N C N B P B P B N E E E 第2章 半导体三极管(Semiconductor Transistor) 2.1 双极型半导体三极管 2.1.1 晶体三极管 一、结构与符号 collector 集电极C — 集电区 集电结 基极B — 基区 发射结 base — 发射区 PNP型 NPN型 发射极E emitter 分类： 按材料分：硅管、锗管 按结构分：NPN、PNP 小功率管 < 500 mW 高频管 按使用频率分 按功率分 中功率管 500 mW 1 W 低频管 大功率管 > 1 W

  2. 第二章 半导体三极管 E C B B E C uo uo ui ui C E B ui uo RB RC RE uo uo ui RC ui 二、电流放大原理 1. 三极管放大的条件 发射区掺杂浓度高 发射结正偏 外部 条件 内部 条件 基区薄且掺杂浓度低 集电结反偏 集电结面积大 2. 满足放大条件的三种电路 共基极 共发射极 共集电极 实现电路

  3. 第二章 半导体三极管 3. 三极管内部载流子的传输过程 1) 发射区向基区注入多子电子， 形成发射极电流IE I C I CN ICBO （基区空穴运动因浓度低而忽略） 2) 电子到达基区后 I B 大部分向BC结方向扩散，形成ICN 少部分与空穴复合，形成 IBN 。 基区空穴来源： I BN 基极电源提供( IB ) 集电区少子漂移 (ICBO) I E 即： I BN I B + I CBO IB = IBN–ICBO 3) 集电区收集扩散过来的载流子形成集电极电流 I C I C=ICN +ICBO

  4. 第二章 半导体三极管 4. 三极管的电流分配关系 IC = ICN + ICBO IB = IBNICBO 当管子制成后，发射区载流子浓度、基区宽度、集电结 面积等确定，故电流的比例关系确定，即： 穿透电流 IE = IC + IB

  5. 第二章 半导体三极管 iC C iB B +uCE  RC + uBE  RB E +  +  +  VCC iB VBB IE RB + uBE  VBB +  VBB +  O 2.1.2 晶体三极管的特性曲线 一、输入特性 输出 回路 输入 回路 与二极管特性相似 特性右移（因集电结开始吸引电子） 特性基本重合（电流分配关系确定） 取 0.7 V Si 管: 0.6  0.8 V 导通电压 UBE（on） Ge管: 0.2  0.3 V 取 0.2 V

  6. 第二章 半导体三极管 iC/ mA 4 3 2 1 50 µA 40µA 30 µA 20 µA 10 µA IB =0 uCE/V O 2 4 6 8 二、输出特性 1. 截止区：I B  0的区域 条件：两个结反偏 2. 放大区： 饱 和 区 条件：发射结正偏 放大区 集电结反偏 特点：水平、等间隔 uCEuBE 3. 饱和区： uCB = uCEuBE 0 截止区 条件：两个结正偏 1) I C IB 特点： uCE= uBE 2) 临界饱和： U CE（SAT）= 0.3 V (硅管) 3) 深度饱和： U CE（SAT）=0.1 V (锗管)

  7. 第二章 半导体三极管 iC T2 > T2 O iB = 0 uCE 三、温度对特性曲线的影响 1. 温度升高,输入特性曲线向左移 T2 T2 > 温度每升高1C，UBE 2  2.5 mV 温度每升高10 C，ICBO约增大1倍 2. 温度升高,输出特性曲线向上移 温度每升高1 C，0.5%  1% 输出特性曲线间距增大

  8. 第二章 半导体三极管 iC/ mA 50 µA 40µA 30 µA 20 µA 10 µA IB =0 4 3 2 1 uCE/V O 2 4 6 8 2.1.2 晶体三极管的主要参数 一、电流放大系数 1. 共发射极电流放大系数 — 直流电流放大系数  — 交流电流放大系数 P33 例2.1.2 一般为几十  几百 2. 共基极电流放大系数  1 一般为 0.95  0.99 二、极间反向饱和电流 CE间反向饱和电流 ICEO CB间反向饱和电流ICBO

  9. 第二章 半导体三极管 iC ICM 安 全 工 作 区 PCM ICEO uCE O U(BR)CEO 三、极限参数 (P342.1.7)已知: ICM = 20 mA, PCM= 100 mW, U(BR)CEO = 20 V, 当UCE =10V时，IC <mA 当UCE=1V，则 IC <mA 当IC=2 mA，则 UCE <V 10 20 20 1. ICM— 集电极最大允许电流，超过时 值明显降低 PC = iC uCE 2. PCM — 集电极最大允许功率损耗 3. U（BR）CEO— 基极开路时 C、E 间反向击穿电压 U(BR)CBO—发射极开路时 C、B 间反向击穿电压 U(BR)EBO—集电极极开路时 E、B间反向击穿电压 > U(BR)CEO > U(BR)EBO U(BR)CBO

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