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1、1 双极型晶体管 双极型晶体管的几种常见外形 （a ）小功率管 （b ）小功率管 （c ）中功率管 （d ）大功率管 双极型晶体管又称三极管。电路表示符号： B J T 。根据功率的不同具有不同的外形结构。 2 一. 基本结构 B E C N N P 基极 发射极 集电极 NPN型 P N P 集电极 基极 发射极 B C E PNP型 由两个掺杂浓度不同且背靠背排列的PN结组成， 根据排列方式的不同可分为NPN型和PNP型两种,每个 PN结所对应区域分别称为发射区、基区和集电区。 3 B E C IB IE IC NPN型三极管 B E C IB IE IC PNP型三极管 制成晶体管的材料
2、可以为Si或Ge。 4 B E C N N P 基极 发射极 集电极 基区：较薄， 掺杂浓度低 集电区： 面积较大 发射区：掺 杂浓度较高 5 B E C N N P 基极 发射极 集电极 发射结 集电结 B J T 是非线性元 件，其工作特性与其 工作模式有关： 当E B 结和C B 结均加正偏时, B J T 处于饱和模式; 当E B 结加零偏或反偏、C B 结加反偏时, B J T 处于截止 模式。 当E B 结加正偏,C B 结 加反偏时, B J T 处于放 大模式; B J T 主要用途是对变化的电流、电压信号进行放大， 饱和模式和截止模式主要用于数字电路中。 6 二. 电流放大原
3、理 以NPN型BJT为例讨论 ，其结论同样适用于 PNP型BJT，不同的是 外加电压与前者相反。 输入回路 输出回路 共射极放大电路 工作的基本条件： EB结正偏； CB结反偏。 VCCVBBVEE 7 BJT的放大作用可表现为：用较小的 基极电流控制较大的集电极电流，或将较 小的电压按比例放大为较大的电压。 a)EB结加正偏,扩散运动形成IE。 b)扩散到基区的自由电子与空穴复合 形成IB。 c)CB结加反偏,漂移运动形成IC。 1 BJT内部载流子运动 8 B E C N N P EB RB EC IE 基区空穴 向发射区 的扩散可 忽略。 IBE 进入P区的电子少部 分与基区的空穴复 合
4、，形成电流IBE， 多数扩散到集电结。 发射结正 偏，发射 区电子不 断向基区 扩散，形 成发射极 电流IE。 RC 9 B E C N N P EB RB EC IE 集电结反偏，有 少子形成的反向 电流ICBO。 ICBO IC=ICE+ICBOICE IBE ICE 从基区扩散 来的电子作 为集电结的 少子，漂移 进入集电结 而被收集， 形成ICE。 ICBO：发射极开路时集电结反向饱和电流 ICEO：基极开路时集电极与发射极在VCC反偏作用下的 电流 ，称为穿透电流。分析时可忽略，但可反映BJT 的质量。 10 IB=IBE-ICBOIBE IB B E C N N P EB RB E
5、C IE ICBOICE IC=ICE+ICBOICE IBE 11 2 . 电流分配关系 忽略对极间电流影响较小的电子和空穴 运动形成的电流，BJT中电流关系为： IE=IC+IB 3.BJT电流放大系数 共射极直流电流放大系数: IC/ IB IE(1+ ) IB 共射极交流电流放大系数: iC/iB ，由BJT制造时材料掺杂浓度决定。 12 三. 特性曲线 实验线路 IC mA A VVUCE UBE RB IB EC EB 输入回路输出回路 RC 13 1.输入特性 工作压降： 硅管 UBE0.60.7V,锗管 UBE0.20.4V。 UCE1V IB(A) UBE(V) 20 40
6、60 80 0.40.8 UCE=0V UCE=0.5V 死区电 压，硅管 0.5V，锗 管0.2V。 14 2.输出特性 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V)36912 IB=0 20A 40A 60A 80A 100A 此区域满 足IC=?IB 称为线性 区（放大 区）。 当UCE大于一 定的数值时， IC只与IB有关， IC=?IB。 15 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V)36912 IB=0 20A 40A 60A 80A 100A 此区域中UCEIC，UCE0.3V 称为饱和区。 16 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V)36912 IB=0 20A 40
7、A 60A 80A 100A 此区域中 : IB=0,IC=ICEO, UBEUonUBEVT）感 应出足够多电 子，这里出现 以电子导电为 主的N型导电沟 道。 感应出电子 VT称为阈值电压 53 UGS较小时，导 电沟道相当于电 阻将D-S连接起 来，UGS越大此 电阻越小。 P NN GSD UDSUGS 54 P NN GSD UDSUGS 当UDS不太大时， 导电沟道在两 个N区间是均 匀的。 当UDS较大 时，靠近D 区的导电沟 道变窄。 55 P NN GSD UDSUGS 夹断后，即使 UDS继续增加， ID仍呈恒流特 性。 ID UDS增加，UGD=VT 时，靠近D端的沟 道
8、被夹断，称为予 夹断。 56 三、增强型N沟道MOS管的特性曲线 转移特性曲线 0 ID UGS VT 57 输出特性曲线 ID U DS 0 UGS0 58 四、耗尽型N沟道MOS管的特性曲线 耗尽型的MOS管UGS=0时就有导电沟道，加反向 电压才能夹断。 转移特性曲线 0 ID UGS VT 59 输出特性曲线 ID U DS 0 UGS=0 UGS0 60 单结晶体管和可控硅 单结晶体管 由一个PN结构成的负阻器件 可控硅 又称晶闸管, 由三个PN结构成的大 功率可控整流器件, 请自学 61 集成电路简介 集成电路是采用一定的制造工艺,将晶体管,场效应 管, 电阻,电容等许多元件组成的具有完整功能的 电路制作在同一块硅片上,并加以封装所构成的半 导体器件. 集成电路的制造工艺有: 氧化,光刻,掩模,扩散,外延, 蒸铝等 集成电路中最基本的元件是PN结.利用PN结可制 作电阻,电容,二极管,三极管,场效应管( 电感不行). 各PN结之间必须绝缘隔离.
