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1、第四讲 晶体三极管,一、晶体管的结构和符号,二、晶体管的放大原理,三、晶体管的共射输入特性和输出特性,四、温度对晶体管特性的影响,五、主要参数,一、晶体管的结构和符号,多子浓度高,多子浓度很低，且很薄,面积大,晶体管有三个极、三个区、两个PN结。,中功率管,大功率管,二、晶体管的放大原理,扩散运动形成发射极电流IE，复合运动形成基极电流IB，漂移运动形成集电极电流IC。,少数载流子的运动,因发射区多子浓度高使大量电子从发射区扩散到基区,因基区薄且多子浓度低，使极少数扩散到基区的电子与空穴复合,因集电区面积大，在外电场作用下大部分扩散到基区的电子漂移到集电区,基区空穴的扩散,电流分配： IEIB
2、ICIE扩散运动形成的电流IB复合运动形成的电流IC漂移运动形成的电流,直流电流放大系数,交流电流放大系数,共基交流放大系数,穿透电流不计，动态电流iB不大的情况下,三、晶体管的共射输入特性和输出特性,为什么UCE增大曲线右移？,对于小功率晶体管，UCE大于1V的一条输入特性曲线可以取代UCE大于1V的所有输入特性曲线。,为什么像PN结的伏安特性？,为什么UCE增大到一定值曲线右移就不明显了？,1. 输入特性,2. 输出特性,对应于一个IB就有一条iC随uCE变化的曲线。,为什么uCE较小时iC随uCE变化很大？为什么进入放大状态曲线几乎是横轴的平行线？,饱和区,放大区,截止区,晶体管的三个工
3、作区域,晶体管工作在放大状态时，输出回路的电流 iC几乎仅仅决定于输入回路的电流 iB，即可将输出回路等效为电流 iB 控制的电流源iC 。,四、温度对晶体管特性的影响,五、主要参数,直流参数： 、 、ICBO、 ICEO,c-e间反向击穿电压,最大集电极电流,最大集电极耗散功率，PCMiCuCE,安全工作区,交流参数：、fT（使1的信号频率）,极限参数：ICM、PCM、U（BR）CEO、 U（BR）CBO、 U（BR）EBO,U（BR）CBO U（BR）CEO U（BR）EBO,讨论一,1. 分别分析uI=0V、5V时T是工作在截止状态还是导通状态； 2. 已知T导通时的UBE0.7V，若u
4、I=5V，则在什么范围内T处于放大状态?在什么范围内T处于饱和状态？,讨论,通过uBE是否大于Uon判断管子是否导通。,临界饱和时的,大于52.6处于饱和，小于则处于放大。,一、场效应管（以N沟道为例）,场效应管有三个极：源极（s）、栅极（g）、漏极（d），对应于晶体管的e、b、c；有三个工作区域：截止区、恒流区、可变电阻区，对应于晶体管的截止区、放大区、饱和区。,1. 结型场效应管,导电沟道,源极,栅极,漏极,符号,结构示意图,栅-源电压对导电沟道宽度的控制作用,沟道最宽,uGS可以控制导电沟道的宽度。为什么g-s必须加负电压？,UGS（off）,漏-源电压对漏极电流的影响,uGSUGS（o
5、ff）且不变，VDD增大，iD增大。,预夹断,uGDUGS（off）,VDD的增大，几乎全部用来克服沟道的电阻，iD几乎不变，进入恒流区，iD几乎仅仅决定于uGS。,场效应管工作在恒流区的条件是什么？,uGDUGS （off）,uGDuGSUGS（off）且uGDUGS（off）。,对于工作于可变电阻区的场效应管，不同的UDS，转移特性曲线差别很大。,g-s电压控制d-s的等效电阻,输出特性,预夹断轨迹，uGDUGS（off）,可变电阻区,恒 流 区,iD几乎仅决定于uGS,击 穿 区,夹断区（截止区）,夹断电压,IDSS,不同型号的管子UGS（off）、IDSS将不同。,低频跨导：,2. 绝
6、缘栅型场效应管(gs、gd间采用SiO2绝缘）,uGS增大，反型层（导电沟道）将变厚变长。当反型层将两个N区相接时，形成导电沟道。,增强型管,SiO2绝缘层,衬底,耗尽层,空穴,高掺杂,反型层,大到一定值才开启,UDS=0,增强型MOS管uDS对iD的影响,用场效应管组成放大电路时应使之工作在恒流区。N沟道增强型MOS管工作在恒流区的条件是什么？,iD随uDS的增大而增大，导电沟道沿源漏方向变窄，可变电阻区,uGDUGS（th）,预夹断,iD几乎仅仅受控于uGS，恒流区,刚出现夹断,uDS的增大几乎全部用来克服夹断区的电阻,uDS增大 uGD减小,耗尽型MOS管,耗尽型MOS管在 uGS0、
7、uGS 0、 uGS 0时均可导通，由于SiO2绝缘层的存在，在uGS0时仍保持g-s间电阻非常大的特点。,加正离子,小到一定值才夹断,uGS=0时就存在导电沟道,1)增强型MOS管,2)耗尽型MOS管,开启电压,夹断电压,3. 场效应管的分类 工作在恒流区时g-s、d-s间的电压极性,场效应管的参数,直流参数：,开启电压UGS(th)、夹断电压UGS(off)、饱和漏极电流IDSS、直流输入电阻,交流参数：,低频跨导gm，表示UGS对ID的控制强弱。 极间电容,极限参数：,最大漏极电流、击穿电压、最大耗散功率,场效应管与晶体管的比较,场效应管用栅源电压控制漏极电流，栅极基本没有电流。 场效应管稳定性好抗辐射能力强。 场效应管噪声系数小 场效应管漏极和源极可以互换，晶体管发射级与集电极互换后差异大。 场效应管种类多。 场效应管集成工艺更简单，耗电少，工作电压范围广。,讨论题,场效应管夹断电压UGS(off）=-4V，饱和漏极电流IDSS=4mA，为保证负载R上电流为恒流，R的取值范围应该为多少？,
