61、三极管.ppt

单元,61,三极管,一,.,三极管的结构,在制造时，根据不同的掺杂方式在同一个硅片上制造出,三个掺杂区,，并形成,两个,PN,结,，就构成,三极管,。当采用平面工艺时，,三极管,具有的结构特点如图。,B,E,P,型硅,N,型硅,二氧化硅保护膜,N,型硅,C,几百微米,几微米,NPN,型硅管的结构,晶体三极管中有两种不同极性电荷的载流子参与导电，因此称为,双极型,三极管，简称,BJT,。,C,E,发射区,集电区,基区,集电结,发射结,N,N,P,基极,发射极,集电极,B,N,N,C,E,B,P,C,E,T,B,NPN,型,三极管,的结构示意图和符号,三极管,制造工艺的特点是基区很薄而且杂质掺浓度很低，发射区掺杂浓度很高，集电区面积很大。符号中箭头的方向表示,发射结正偏时发射极电流,的实际方向。,一,.,三极管,的结构,C,E,发射区,集电区,基区,P,发射结,P,集电结,N,集电极,发射极,基极,B,B,E,C,P,P,N,E,T,C,B,PNP,型,三极管,的结构示意图和符号,一,.,三极管,的结构,实际中，,NPN,管多用硅制造，具有比较好的温度特性，应用较多，而,PNP,管多用锗制造，使用较少。,二,.,三极管,三个电极电流分配与电流放大作用,1,.,三极管,处于放大状态的工作条件,放大是对模拟信号最基本的处理。在实际生产中，从传感器获得的电信号都很微弱，只有经过放大之后才能作进一步的处理，或者使之具有,足够的能量,来推动执行机构。,mA,A,V,V,mA,I,C,E,C,I,B,I,E,R,B,+,U,BE,+,U,CE,E,B,C,E,B,3DG100,R,P,可以把,三极管,接成两个电路：基极电路和集电极电路，此时发射极是公共端，这种接法称为,共射极接法,。,二,.,三极管,三个电极电流分配与电流放大作用,1,.,三极管,处于放大状态的工作条件,为使,三极管,有放大作用，还必须具备适当的外部条件，即,发射结正偏、集电结反偏,。,B,E,C,N,N,P,E,B,R,B,E,C,R,C,对于,NPN,管要求,发射结正偏,V,B,V,E,集电结反偏,V,C,V,B,对于,PNP,管要求,发射结正偏,V,B,V,E,集电结反偏,V,C,V,B,二,.,三极管,三个电极电流分配与电流放大作用,2,.,各电极电流关系及电流放大作用,mA,A,V,V,mA,I,C,E,C,I,B,I,E,R,B,+,U,BE,+,U,CE,E,B,C,E,B,3DG100,R,P,三极管,电流放大的实验电路,设,E,C,=6V,，改变可变电阻,R,P,则基极电流,I,B,、集电极电流,I,C,和发射极电流,I,E,都发生变化，测量结果如表：,二,.,三极管,三个电极电流分配与电流放大作用,2,.,各电极电流关系及电流放大作用,I,B,(mA),I,C,(mA),I,E,(mA),0.02,0.04,0.06,0.08,0.10,0.70,1.50,2.30,3.10,3.90,0.72,1.54,2.36,3.18,4.00,三极管,电流测量数据,(1),I,E,=,I,B,+,I,C,符合基尔霍夫定律,(2),I,C,I,B,，,I,C,I,E,(3),I,C,I,B,基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化，即为,三极管,的,电流放大,作用。,二,.,三极管,三个电极电流分配与电流放大作用,3,.,三极管,内部载流子的运动规律,I,C,I,B,B,E,C,N,N,P,E,B,R,B,E,C,I,E,I,CE,载流子运动,(1),发射区向基区扩散电子,对,NPN,型管，发射区自由电子浓度大，而基区自由电子浓度小，所以自由电子将从发射区向基区扩散。由于,发射结处于正向偏置,，发射区自由电子的扩散运动加强，不断扩散到基区，并从电源补充电子，形成发射极电流,I,E,。基区空穴向发射区扩散形成的空穴电流很小，忽略不计。,I,CBO,二,.,三极管,三个电极电流分配与电流放大作用,3,.,三极管,内部载流子的运动规律,I,C,I,B,B,E,C,N,N,P,E,B,R,B,E,C,I,E,I,CE,载流子运动,(2),电子在基区扩散和复合,从发射区扩散到基区的自由电子将向集电结方向继续扩散，这个过程中，自由电子不断与基区中的空穴复合。电源,E,B,不断补充被复合掉的空穴，形成电流,I,BE,，基本上等于基极电流,I,B,。基区很薄，掺杂浓度低，减少电子与空穴复合的机会，使绝大部分自由电子能扩散到集电结边缘。,I,CBO,二,.,三极管,三个电极电流分配与电流放大作用,3,.,三极管,内部载流子的运动规律,I,C,I,B,B,E,C,N,N,P,E,B,R,B,E,C,I,E,I,CE,载流子运动,(,3),集电区收集电子,由于,集电结反向偏置,，可将从发射区扩散到基区并达到集电区边缘的自由电子拉入集电区，从而形成电流,I,CE,，基本上等于集电极电流,I,C,。同时集电区的空穴和基区的电子将向对方运动，形成电流,I,CBO,，数值很小，但是,受温度影响很大,，并与外加电压大小关系不大。,I,CBO,二,.,三极管,三个电极电流分配与电流放大作用,3,.,三极管,内部载流子的运动规律,I,C,I,B,B,E,C,N,N,P,E,B,R,B,E,C,I,E,I,CE,载流子运动,(3),集电区收集电子,从发射区扩散到基区的电子中只有很小一部分在基区复合，绝大部分达到集电区。,I,CBO,