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1、半导体三极管及其基本应用,第 2 章,2.1 晶体管的特性与参数,2.1.1 晶体管的工作原理,2.1.2 晶体管的伏安特性,2.1.3 晶体管的主要参数,第 2 章 半导体三极管及其基本应用,2.1.1 晶体管的工作原理,一、结构、符号和分类,发射极 E,基极 B,集电极 C,发射结,集电结, 基区, 发射区, 集电区,emitter,base,collector,NPN 型,PNP 型,分类： 按材料分： 硅管、锗管 按结构分： NPN、 PNP 按使用频率分： 低频管、高频管 按功率分： 小功率管 1 W,二、电流放大原理,1. 晶体管放大的条件,内部 条件,发射区掺杂浓度高,基区薄且掺
2、杂浓度低,集电结面积大,外部 条件,发射结正偏 集电结反偏,2. 满足放大条件的三种电路,共发射极,共集电极,共基极,实现电路,第 2 章 半导体三极管及其基本应用,3. 晶体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 CN,多数向 BC 结方向扩散形成 ICN。,IE,少数与空穴复合，形成 IBN 。,I BN,基区空 穴来源,基极电源提供(IB),集电区少子漂移(ICBO),I CBO,IB,IBN IB + ICBO,即：,IB = IBN ICBO,3) 集电区收集扩散过来的载流子形成集电极电流 IC,IC,I C = ICN + ICBO,2
3、)电子到达基区后,(基区空穴运动因浓度低而忽略),三极管内载流子运动,第 2 章 半导体三极管及其基本应用,4. 晶体管的电流分配关系,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：,IB = I BN ICBO,IC = ICN + ICBO,IE = IC + IB,穿透电流,第 2 章 半导体三极管及其基本应用,2.1.2 晶体管的伏安特性,一、输入特性,输入 回路,输出 回路,与二极管特性相似,特性基本重合(电流分配关系确定),特性右移(因集电结开始吸引电子),导通电压 UBE(on),硅管： (0.6 0.8) V,锗管： (0.2 0.3)
4、V,取 0.7 V,取 0.2 V,第 2 章 半导体三极管及其基本应用,二、输出特性,截止区： IB 0 IC = ICEO 0 条件：两个结反偏,2. 放大区：,3. 饱和区：,uCE u BE,uCB = uCE u BE 0,条件：两个结正偏,特点：IC IB,临界饱和时： uCE = uBE,深度饱和时：,0.3 V (硅管),UCE(SAT)=,0.1 V (锗管),放大区,截止区,饱 和 区,条件：发射结正偏 集电结反偏 特点：水平、等间隔,ICEO,输 出 特 性,第 2 章 半导体三极管及其基本应用,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。,温度每升高
5、1C，UBE (2 2.5) mV。,温度每升高 10C，ICBO 约增大 1 倍。,2. 温度升高，输出特性曲线向上移。,T1,T2 ,温度每升高 1C， (0.5 1)%。,输出特性曲线间距增大。,O,第 2 章 半导体三极管及其基本应用,2.1.3 晶体管的主要参数,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,一般为几十 几百,2. 共基极电流放大系数, 1 一般在 0.98 以上。,Q,二、极间反向饱和电流,CB 极间反向饱和电流 ICBO，,CE 极间反向饱和电流 ICEO。,第 2 章 半导体三极管及其基本应用,三、极限参数,1. ICM
6、集电极最大允许电流，超过时 值明显降低。,U(BR)CBO 发射极开路时 C、B 极间反向击穿电压。,2. PCM 集电极最大允许功率损耗,PC = iC uCE。,3. U(BR)CEO 基极开路时 C、E 极间反向击穿电压。,U(BR)EBO 集电极极开路时 E、B 极间反向击穿电压。,U(BR)CBO, U(BR)CEO, U(BR)EBO,(讨论)已知: ICM = 20 mA, PCM = 100 mW，U(BR)CEO = 20 V， 当 UCE = 10 V 时，IC mA 当 UCE = 1 V，则 IC mA 当 IC = 2 mA，则 UCE V,10,20,20,第 2 章 半导体三极管及其基本应用,
