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1、4.2 晶体管,【本节目标】 熟悉晶体管的符号及主要参数 理解晶体管的电流放大实质 掌握晶体管的结构、伏安特性及简单应用,金属封装 小功率管,塑封 小功率管,塑封 大功率管,金属封装 大功率管,双极型半导体三极管,(1-3),1 基本结构,基极,发射极,集电极,NPN型,PNP型,双极型半导体三极管,(1-4),基区：较薄，掺杂浓度低,集电区：结面积较大,发射区：掺杂浓度较高,发射结,集电结,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,(1-5),NPN型三极管,PNP型三极管,符号,2 工作原理,三极管放大的条件
2、,内部 条件,发射区掺杂浓度高,基区薄且掺杂浓度低,集电结面积大,外部 条件,发射结正偏 集电结反偏,外加电源与管子的连接方式,NPN型管的连接方式,PNP型管的连接方式,三极管内部载流子的传输过程(以NPN型为例),1) 在VBB提供的正偏电压作用下,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,I CBO,IB,IC,2)电子到达基区后,(基区空穴运动因浓度低而忽略),ICNIC,IBNIB,基区空 穴来源,基极电源提供(IB),集电区少子漂移(ICBO),IB,三个电极的电流关系:,I
3、E=IC+IB,共发射极电流放大系数:,IC=ICN+ICBO ICN,(1-8),ICN与IBN之比称为共发射极电流放大倍数：,ICN与IE之比称为共基极电流放大倍数：表示最后达到集电极的电子电流与总发射极电流的比值,满足放大条件的三种电路,共发射极电路,共集电极电路,共基极电路,实现电路,3 晶体三极管共射特性曲线,（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(集电极将发射极过来的电子几乎全部收集走),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) V,取 0.7 V,取 0.2 V,（二）输出特
4、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=U(CES)=,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,(1-12),输出特性三个区域的特点:,放大区：发射结正偏，集电结反偏。 即： IC=IB , 且 IC = IB,(2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。 即：UCEUBE ， IBIC，UCE0.3V,(3
5、) 截止区： UBE 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0,(1-13),4 主要参数,三极管的发射极是输入输出的公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共集接法。,共射直流电流放大倍数：,工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为IB，相应的集电极电流变化为IC，则交流电流放大倍数为：,1. 电流放大倍数和 ,(1-14),例：UCE=6V时：IB = 40 A, IC =1.5 mA； IB = 60 A, IC =2.3 mA。,在以后的计算中，一般作近似处理： =,(1-15),2.集-基极反向截止电流ICBO,ICBO是集电结反偏由少子的漂移形成
6、的反向饱和电流，受温度的变化影响。,(1-16),B,E,C,N,N,P,ICBO进入N区，形成IBE。,根据放大关系，由于IBE的存在，必有电流IBE。,集电结反偏有ICBO,3. 集-射极反向截止电流ICEO,ICEO受温度影响很大，当温度上升时，ICEO增加很快，所以IC也相应增加。三极管的温度特性较差。,4.集电极最大允许电流ICM,集电极电流IC上升超过一定范围，会导致三极管的值的下降，当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM。ICICM时放大性能明显下降。,5.反向击穿电压,U(BR)CEO 基极开路时 C、E 极间反向击穿电压。,U(BR)CBO 发射极开路时 C、B 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,(1-18),6. 集电极最大允许功耗PCM,集电极电流IC 流过三极管， 所发出的功率 为：,PC =ICUCE,必定导致结温 上升，所以PC 有限制。,PCPCM,ICUCE=PCM,安全工作区,(1-19),5.1 有两个晶体管分别接在电路中,测得它们的管脚电位如下图所示:试判断管子类型。,解：,
