42晶体管概述.pptx

4.2 晶体管晶体管【本节目标本节目标】熟悉晶体管的符号及主要参数熟悉晶体管的符号及主要参数理解晶体管的电流放大实质理解晶体管的电流放大实质掌握晶体管的结构、伏安特性及简单应用掌握晶体管的结构、伏安特性及简单应用金属封装金属封装小功率管小功率管 塑封塑封小功率管小功率管 塑封塑封大功率管大功率管金属封装金属封装大功率管大功率管双极型半导体三极管双极型半导体三极管(1-3)1 基本结构基本结构BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极NPN型型PNP集电极集电极基极基极发射极发射极BCEPNP型型双极型半导体三极管双极型半导体三极管(1-4)BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极基区：较薄，基区：较薄，掺杂浓度低掺杂浓度低集电区：集电区：结面积较结面积较大大发射区：发射区：掺杂浓度掺杂浓度较高较高发射发射结结集电集电结结分类：分类：按材料分：按材料分：硅管、锗管硅管、锗管按结构分：按结构分：NPNNPN、PNPPNP按使用频率分：按使用频率分：低频管、高频管低频管、高频管按功率分：按功率分：小功率管小功率管 1 1 W W(1-5)BECIBIEICNPN型三极管型三极管BECIBIEICPNP型三极管型三极管符号符号2 2 工作原理工作原理三极管放大的条件三极管放大的条件内部内部条件条件发射区掺杂浓度高发射区掺杂浓度高基区薄且掺杂浓度低基区薄且掺杂浓度低集电结面积大集电结面积大外部外部条件条件发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏外加电源与管子的连接方式外加电源与管子的连接方式V VCCCCR RC CI IC Ce ec cb bV VBBBBR Rb bI IB BU UBEBEU UCECEI IE EV VCCCCR RC CI IC Ce ec cb bV VBBBBR Rb bI IB BU UBEBEU UCECEI IE ENPNNPN型管的连接方式型管的连接方式PNPPNP型管的连接方式型管的连接方式三极管内部载流子的传输过程三极管内部载流子的传输过程(以以NPNNPN型为例型为例)1 1)在在V VBBBB提供的正偏电压作用下提供的正偏电压作用下,发射区向基区注入多子发射区向基区注入多子电子电子，形成发射极电流形成发射极电流 I IE E。I I CN CN多数向多数向 BC BC 结方向扩散形成结方向扩散形成 I ICNCN。I IE E少数与空穴复合，形成少数与空穴复合，形成 I IBN BN。I I BN BNI I CBOCBOI IB BI IC C2 2)电子到达基区后电子到达基区后(基区空穴运动因浓度低而忽略基区空穴运动因浓度低而忽略)I ICNCNI IC CI IBNBNI IB B基区空基区空穴来源穴来源基极电源提供基极电源提供(I IB B)集电区少子漂移集电区少子漂移(I ICBOCBO)I IB B三个电极的电流关系三个电极的电流关系:I IE E=I IC C+I IB B共发射极共发射极电流放大系数电流放大系数:IC=ICN+ICBO ICN(1-8)ICN与与IBN之比称为共发射极电流放大倍数之比称为共发射极电流放大倍数：ICN与与IE之比称为共基极电流放大倍数：之比称为共基极电流放大倍数：表示最后达表示最后达到集电极的电子电流与总发射极电流的比值到集电极的电子电流与总发射极电流的比值满足放大条件的三种电路满足放大条件的三种电路u ui iu uo oC CE EB BE EC CB Bu ui iu uo oE EC CB Bu ui iu uo o共发射极电路共发射极电路共集电极电路共集电极电路共基极电路共基极电路实现电路实现电路u ui iu uo oR RB BR RC Cu uo ou ui iR RC CR RE E3 3 晶体三极管共射特性曲线晶体三极管共射特性曲线（一）输入特性（一）输入特性输入输入回路回路输出输出回路回路与二极管特性相似与二极管特性相似R RC CV VCCCCi iB BI IE ER RB B+u uBEBE+u uCECE V VBBBBC CE EB Bi iC C+i iB BR RB B+u uBEBE V VBBBB+O O特性基本特性基本重合重合(集电极将发射极过来的电子集电极将发射极过来的电子几乎全部收集走几乎全部收集走)特性右移特性右移(因集电结开始吸引电子因集电结开始吸引电子)导通电压导通电压 U UBEBE(onon)硅管：硅管：(0.6 0.6 0.8)0.8)V V锗管：锗管：(0.2(0.2 0.3)0.3)V V取取 0.7 V0.7 V取取 0.2 V0.2 VV VBBBB+R RB B（二）输出特性（二）输出特性i iC C /mA/mAu uCECE/V/V100 100 A A80 80 A A60 60 A A40 40 A A20 20 A Ai iB B=0=0O O 2 4 2 4 6 8 6 8 4 43 32 21 11.1.截止区：截止区：i iB B 0 0 i iC C=I ICEOCEO 0 0条件：条件：两个结反偏两个结反偏2.2.放大区：放大区：3.3.饱和区：饱和区：u uCECE u u BEBEu uCBCB=u uCECE u u BEBE 0 0条件：条件：两个结正偏两个结正偏特点：特点：i iC C i iB B临界饱和时：临界饱和时：u uCECE =u=uBEBE深度饱和时：深度饱和时：0.3 V 0.3 V(硅管硅管)u uCECE=U U(CES)(CES)=0.1 V 0.1 V(锗管锗管)放大区放大区截止区截止区饱饱和和区区条件：条件：发射结正偏发射结正偏 集电结反偏集电结反偏特点：特点：水平、等间隔水平、等间隔I ICEOCEO(1-12)输出特性三个区域的特点输出特性三个区域的特点:(1)(1)放大区：放大区：发射结正偏，集电结反偏。发射结正偏，集电结反偏。即：即：I IC C=I IB B,且且 I IC C =I IB B(2)(2)饱和区：饱和区：发射结正偏，集电结正偏。发射结正偏，集电结正偏。即：即：U UCECE U UBEBE ，I IB B I IC C，U UCECE 0.3V0.3V (3)(3)截止区：截止区：U UBEBE I ICMCM时放大性能明显下降。时放大性能明显下降。5.反向击穿电压反向击穿电压U U(BRBR)CEOCEO 基极开路时基极开路时 C C、E E 极极间反向击穿电压。间反向击穿电压。U U(BRBR)CBOCBO 发射极开路时发射极开路时 C C、B B 极极间反向击穿电压。间反向击穿电压。U U(BRBR)EBOEBO 集电极极开路时集电极极开路时 E E、B B 极极间反向击穿间反向击穿电压。电压。U U(BRBR)CBOCBO U U(BRBR)CEOCEO U U(BRBR)EBOEBO(1-18)6.集电极最大允许功耗集电极最大允许功耗PCM 集电极电流集电极电流IC 流过三极管，流过三极管，所发出的功率所发出的功率 为：为：PC=ICUCE 必定导致结温必定导致结温 上升，所以上升，所以PC 有限制。有限制。PC PCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作区安全工作区(1-19)5.1 5.1 有两个晶体管分别接在电路中有两个晶体管分别接在电路中,测得它们的管脚电测得它们的管脚电位如下图所示位如下图所示:试判断管子类型。试判断管子类型。解：解：