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1、模拟电子技术,1 双极型三极管(BJT),又称半导体三极管、晶体管，或简称为三极管。,(Bipolar Junction Transistor),三极管的外形如下图所示。,三极管有两种类型：NPN 和 PNP 型。主要以 NPN 型为例进行讨论。,真空二极管 1904年,J. Fleming 英国,1. 1 三极管的结构,常用的三极管的结构有硅平面管和锗合金管两种类型。,图1.3.2 三极管的结构,(a)平面型(NPN),(b)合金型(PNP),e 发射极，b基极，c 集电极。,平面型(NPN)三极管制作工艺,在 N 型硅片(集电区)氧化膜上刻一个窗口，将硼杂质进行扩散形成 P 型(基区)，再
2、在 P 型区上刻窗口，将磷杂质进行扩散形成N型的发射区。引出三个电极即可。,平面型(NPN)三极管制作工艺,合金型三极管制作工艺：在 N 型锗片(基区)两边各置一个铟球，加温铟被熔化并与 N 型锗接触，冷却后形成两个 P 型区，集电区接触面大，发射区掺杂浓度高。,三极管结构示意图和符号 (a)NPN 型,集电区,集电结,基区,发射结,发射区,集电极 c,基极 b,发射极 e,集电区,集电结,基区,发射结,发射区,集电极 c,发射极 e,基极 b,1. 2 三极管的放大作用 和载流子的运动,以 NPN 型三极管为例讨论,三极管中的两个 PN 结,三极管若实现放大，必须从三极管内部结构和外部所加电
3、源的极性来保证。,不具备放大作用,Lee de Forest 1873 - 1961 电子管之父美国 1906年,三极管内部结构要求：,1. 发射区高掺杂。,2. 基区做得很薄。通常只有几微米到几十微米，而且掺杂较少。,三极管放大的外部条件：外加电源的极性应使发射结处于正向偏置状态，而集电结处于反向偏置状态。,3. 集电结面积大。,三极管中载流子运动过程,1. 发射 发射区的电子越过发射结扩散到基区，基区的空穴扩散到发射区形成发射极电流 IE (基区多子数目较少，空穴电流可忽略)。,2. 复合和扩散 电子到达基区，少数与空穴复合形成基极电流 Ibn，复合掉的空穴由 VBB 补充。,多数电子在基
4、区继续扩散，到达集电结的一侧。,三极管中载流子的运动,三极管中载流子运动过程,3. 收集 集电结反偏，有利于收集基区扩散过来的电子而形成集电极电流 Icn。 其能量来自外接电源 VCC 。,另外，集电区和基区的少子在外电场的作用下将进行漂移运动而形成反向饱和电流，用ICBO表示。,三极管中载流子的运动,晶体管的电流分配关系,共射直流电流放大系数,三极管的电流分配关系,IEp,ICBO,IE,IC,IB,IEn,IBn,ICn,动画,共射直流电流放大系数,IE = IC + IB,三个极的电流之间满足节点电流定律，即,IE = IC + IB,共射直流电流放大系数,共射交流电流放大系数,通常认为
5、：,极限参数,1. 集电极最大允许电流 ICM,当 IC 过大时，三极管的 值要减小。在 IC = ICM 时， 值下降到额定值的三分之二。,2. 集电极最大允许耗散功率 PCM,将 IC 与 UCE 乘积等于规定的 PCM 值各点连接起来，可得一条双曲线。,ICUCE PCM 为安全工作区,ICUCE PCM 为过损耗区,三极管的安全工作区,3. 极间反向击穿电压,外加在三极管各电极之间的最大允许反向电压。,U(BR)CEO：基极开路时，集电极和发射极之间的反向击穿电压。,U(BR)CBO：发射极开路时，集电极和基极之间的反向击穿电压。,安全工作区同时要受 PCM、ICM 和U(BR)CEO
6、限制。,图 三极管的安全工作区,1. 5 PNP 型三极管,放大原理与 NPN 型基本相同，但为了保证发射结正偏，集电结反偏，外加电源的极性与 NPN 正好相反。,图 三极管外加电源的极性,PNP 三极管电流和电压实际方向。,PNP 三极管各极电流和电压的规定正方向。,PNP 三极管中各极电流实际方向与规定正方向一致。,电压(UBE、UCE)实际方向与规定正方向相反。计算中UBE 、UCE 为负值；输入与输出特性曲线横轴为(- UBE) 、(- UCE)。,光电（光敏）三极管,部分国产光敏三极管的参数,光电耦合器件,光电耦合 器件分类,光隔离器的几种类型,二极管型,三极管型,达林顿型,晶闸管驱动型,槽式光电耦合器示意图,槽式光电耦合器实物图,光隔离式,光传感器,光敏元件集成功能块,点击不同的类型图可查询部分光隔离器的参数,
