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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、输出特性四、温度对晶体管特性的影响五、主要参数BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极NPN型型PNP集电极集电极基极基极发射极发射极BCEPNP型型一、结构一、结构一、三极管的结构和符号一、三极管的结构和符号BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极发射结发射结集电结集电结二、类型二、类型有有PNP型和型和NPN型；硅管和锗管；大功率管型；硅管和锗管；大功率管和小功率管；高频管和低频管。和小功率管；高频管和低频管。BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极基区：较薄，基区：较薄，掺杂浓度低掺杂浓度低集电
2、区：集电区：面积较大面积较大发射区：掺发射区：掺杂浓度较高杂浓度较高BECNNPVBBRBVCcIE基区空穴基区空穴向发射区向发射区的扩散的扩散IEP可忽略。可忽略。IBN进入进入P区的电子区的电子少部分与基区的少部分与基区的空穴复合，形成空穴复合，形成电流电流IBN ，多数，多数扩散到集电结。扩散到集电结。发射结正发射结正偏，发射偏，发射区电子不区电子不断向基区断向基区扩散，形扩散，形成发射极成发射极电流电流IEN。二、晶体管电流放大原理二、晶体管电流放大原理RcBECNNPVBBRBVCCIE集电结反偏，集电结反偏，有少子形成的有少子形成的反向电流反向电流ICBO。ICBOIC=ICN+I
3、CBO ICNIBNICN从基区扩散从基区扩散来的电子作来的电子作为集电结的为集电结的少子，漂移少子，漂移进入集电结进入集电结而被收集，而被收集，形成形成ICn。一、载流子传输过程一、载流子传输过程 发射、复合、收集发射、复合、收集电流电流IBN RcIB=IBN+ IEP -ICBOIBBECNNPVBBRBVCCIEICBOICNIBN二、各极电流关系二、各极电流关系IE=IEN+ IEP =IBN+ ICN + IEP IC=ICN+ ICBORc电流分配：电流分配： I IE EI IB BI IC C I IE E扩散运动形成的电流扩散运动形成的电流 I IB B复合运动形成的电流复
4、合运动形成的电流 I IC C漂移运动形成的电流漂移运动形成的电流ICE与与IBE之比称为电流放大倍数之比称为电流放大倍数三、电流放大系数三、电流放大系数直流电流直流电流放大系数放大系数交流电流放大系数交流电流放大系数BECIBIEICNPN型三极管型三极管BECIBIEICPNP型三极管型三极管ICmA AVVUCEUBERBIBVCCVBB 实验线路实验线路三、晶体管的共射输入特性和输出特性三、晶体管的共射输入特性和输出特性RcUCE 1VIB( A)UBE(V)204060800.40.8工作压降：工作压降： 硅管硅管UBE 0.60.7V,锗锗管管UBE 0.20.3V。UCE=0VU
5、CE =0.5V 死区电死区电压，硅管压，硅管0.5V，锗，锗管管0.2V。1、输入特性、输入特性为什么为什么UCE增大曲线右移？增大曲线右移？ 对于小功率晶体管，对于小功率晶体管，UCE大于大于1V的一条输入特性曲线的一条输入特性曲线可以取代可以取代UCE大于大于1V的所有输入特性曲线。的所有输入特性曲线。为什么像为什么像PN结的伏安特性？结的伏安特性？为什么为什么UCE增大到一定值曲增大到一定值曲线右移就不明显了？线右移就不明显了？二、输出特性二、输出特性IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域满此区域满足足IC= IB称为线性称
6、为线性区（放大区（放大区）。区）。当当UCE大于一大于一定的数值时，定的数值时，IC只与只与IB有关，有关，IC= IB。IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域中此区域中UCE UBE,集电结正偏，集电结正偏， IBIC，UCE 0.3V称为饱和区。称为饱和区。IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域中此区域中 : IB=0,IC=ICEO,UBEIC，UCE 0.3V (3) 截止区：截止区： UBE 死区电压，死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0 晶体管的三个工
7、作区域晶体管的三个工作区域例：例： =50， VCC =12V， RB =70k ， RC =6k 当当VBB = -2V，2V，5V时，时，晶体管的静态工作点晶体管的静态工作点Q位位于哪个区？于哪个区？当当VBB =-2V时：时：ICUCEIBVCCRBVBBCBERCUBEIB=0 ， IC=0IC最大饱和电流：最大饱和电流：Q位于截止区位于截止区 例：例： =50， USC =12V， RB =70k ， RC =6k 当当USB = -2V，2V，5V时，时，晶体管的静态工作点晶体管的静态工作点Q位位于哪个区？于哪个区？IC ICmax (=2mA) ， Q位于放大区位于放大区。ICU
8、CEIBVCCRBVBBCBERCUBEVBB =2V时：时：USB =5V时时:例：例： =50， USC =12V， RB =70k ， RC =6k 当当USB = -2V，2V，5V时，时，晶体管的静态工作点晶体管的静态工作点Q位位于哪个区？于哪个区？ICUCEIBVCCRBVBBCBERCUBEQ 位于饱和区，此时位于饱和区，此时IC 和和IB 已不是已不是 倍的关系。倍的关系。四、温度对晶体管特性的影响四、温度对晶体管特性的影响五、主要参数前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的前面的电路中，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、共公共点，称为共射接法，相
9、应地还有共基、共集接法。集接法。共射共射直流电流放大倍数直流电流放大倍数：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相应的集电极电流变化为 IC，则则交流电流交流电流放大倍数放大倍数为：为：1. 电流放大倍数电流放大倍数和和 例：例：UCE=6V时时：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：在以后的计算中，一般作近似处理： =2.集集- -基极反向截止电流基极反向截止电流ICBO
10、 AICBOICBO是集是集电结反偏电结反偏由少子的由少子的漂移形成漂移形成的反向电的反向电流，受温流，受温度的变化度的变化影响。影响。BECNNPICBOICEO= IBN+ICBO IBN IBNICBO进入进入N区，形成区，形成IBN。根据放大关系，根据放大关系，由于由于IBN的存的存在，必有电流在，必有电流 IBN。集电结反集电结反偏有偏有ICBO3. 集集- -射极反向截止电流射极反向截止电流ICEOICEO受温度影响很受温度影响很大，当温度上升大，当温度上升时，时，ICEO增加很快增加很快，所以，所以IC也相应也相应增加。增加。三极管的三极管的温度特性较差温度特性较差。4.集电极最
11、大电流集电极最大电流ICM集电极电流集电极电流IC上升会导致三极管的上升会导致三极管的 值的下降，值的下降，当当 值下降到正常值的三分之二时的集电极电值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为流即为ICM。5.集集-射极反向击穿电压射极反向击穿电压当集当集-射极之间的电压射极之间的电压UCE超过一定的数值时，超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25 C、基极开路时的击穿电压基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。6. 集电极最大允许功耗集电极最大允许功耗PCM 集电极电流集电极电流IC 流过三极管，流过三极管， 所发出的焦耳所发出的焦耳 热为：热为：PC =ICUCE 必定导致结温必定导致结温 上升，所以上升，所以PC 有限制。有限制。PC PCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作区安全工作区
