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1、1.3.1 1.3.1 结构结构与符号与符号1.3.2 1.3.2 电流的分配与控制电流的分配与控制1.3.3 1.3.3 电流关系电流关系1.3.4 1.3.4 伏安特性曲线伏安特性曲线1.3.5 1.3.5 主要参数主要参数与型号与型号 1.3 1.3 双极型半导体三极管双极型半导体三极管 半导体三极管有两大类型半导体三极管有两大类型 一是一是双极型半导体三极管双极型半导体三极管 二是二是场效应半导体三极管场效应半导体三极管 双极型半导体双极型半导体三极管是由两种载三极管是由两种载流子参与导电的半流子参与导电的半导体器件，它由两导体器件，它由两个个 PN 结组合而成结组合而成2024/7/
2、221.3.1结构与符号 双极型三极管的结构如图。它有两种类型双极型三极管的结构如图。它有两种类型:NPN型和型和PNP型。型。 图图 1.3.1 1 两种极性的双极型三极管两种极性的双极型三极管e-b间的PN结称为发射结(Je) c-b间的PN结称为集电结(Jc) 中间部分称为基区，连上电极称为基极，用B或b表示（Base）； 一侧称为发射区，电极称为发射极，用E或e表示（Emitter）； 另一侧称为集电区和集电极，用C或c表示（Collector）。2024/7/22 内部结构特点：发射区的掺杂浓度最大，发射区的掺杂浓度最大， 基区的掺杂浓度最小。基区的掺杂浓度最小。集电区的面积比发射区
3、的面积大，集电区的面积比发射区的面积大， 它们并不对称。它们并不对称。基区要制造得很薄，基区要制造得很薄， 其厚度一般在几个微米至几十个微米。2024/7/221.3.2 电流分配与控制若在放大工作状态：发射结加正向电压，集电结加反向若在放大工作状态：发射结加正向电压，集电结加反向电压。电压。 发射结正偏时，从发射区将有大量的电子向基区扩散，形成的发射结正偏时，从发射区将有大量的电子向基区扩散，形成的电流为电流为IEN。 从基区向发射区有空穴的扩散从基区向发射区有空穴的扩散运动，形成的电流运动，形成的电流IEP。 在基区被复合的电子形成的电流在基区被复合的电子形成的电流是是 IBN。 在集电结
4、反偏电压的作用下，在集电结反偏电压的作用下，进进入集电入集电结形成集电极电流结形成集电极电流ICN。因集电结反偏，使集电区的少子形成漂移电流因集电结反偏，使集电区的少子形成漂移电流ICBO。2024/7/22 IE= IEN+ IEP 且且IENIEP IEN=ICN+ IBN 且且IEN IBN ICNIBN IC=ICN+ ICBO IB=IEP+ IBNICBOIE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN =(ICN+ICBO)+(IBN+IEPICBO) IE =IC+IB2024/7/221.3.3电流关系 (1)(1)三种组态三种组态 双极型三极管有三个电极，其中两个可以作为输入双
5、极型三极管有三个电极，其中两个可以作为输入, 两个可以作为输出，这样必然两个可以作为输出，这样必然有一个电极是公共电极。三种接法也称三种有一个电极是公共电极。三种接法也称三种组态组态。 共集电极接法共集电极接法，集电极作为公共电极，用，集电极作为公共电极，用CC表示表示; 共基极接法共基极接法，基极作为公共电极，用基极作为公共电极，用CB表示。表示。共发射极接法共发射极接法，发射极作为公共电极，用，发射极作为公共电极，用CE表示；表示；三极管的三种组态三极管的三种组态2024/7/22(2)三极管的电流放大系数 对于集电极电流对于集电极电流IC和发射极电流和发射极电流IE之间的关系可以用系数之
6、间的关系可以用系数来说明，定义来说明，定义: 称为称为共基极直流电流放大系数共基极直流电流放大系数。它表示最后达到集电极的电。它表示最后达到集电极的电子电流子电流ICN与总发射极电流与总发射极电流IE的比值。的比值。ICN与与IE相比，因相比，因ICN中没有中没有IEP和和IBN，所以所以 的值小于的值小于1, 但接近但接近1。由此可得。由此可得:IC=ICN+ICBO= IE+ICBO= (IC+IB)+ICBO2024/7/22因 1, 所以 1定义定义: =IC /IB=(ICN+ ICBO )/IB称为称为共发射极接法直流电流放大系数共发射极接法直流电流放大系数。于是于是2024/7/
7、221.3.4 伏安特性曲线 输入特性曲线 iB=f(vBE) vCE=const 输出特性曲线 iC=f(vCE) iB=const本节介绍共发射极接法三极管的特性曲线，即共发射极接法的电压-电流关系2024/7/22(1) 输入特性曲线 简单地看，输入特性曲线类似于发射结的伏安特性曲线简单地看，输入特性曲线类似于发射结的伏安特性曲线。因为有集电结电压的影响，因为有集电结电压的影响，它与一个单独的它与一个单独的PN结的伏安特性曲结的伏安特性曲线不同。线不同。 其中vCE=0V的那一条相当于发射结的正向特性曲线。当vCE1V时， vCB= vCE - vBE0，集电结已进入反偏态，开始收集电子
8、，且基区复合减少， IC / IB 增大，特性曲线将向右稍微移动一些。2024/7/22当当vCE增加到使集电结反偏电压较大时，如增加到使集电结反偏电压较大时，如 vCE 1 V, vBE 0.7 V时，时，运动到集电结的电子基本上都可以被集电区收集，此后运动到集电结的电子基本上都可以被集电区收集，此后vCE再增再增加，电流也没有明显的增加，特性曲线进入与加，电流也没有明显的增加，特性曲线进入与vCE轴基本平行的轴基本平行的区域区域 。共发射极接法输出特性曲线（2)输出特性曲线2024/7/22 输出特性曲线可以分为三个区域输出特性曲线可以分为三个区域:饱和区iC受vCE显著控制的区域，该区域
9、内vCE的数值较 小，一般vCE0.7 V(硅管)。此时发射结正偏，集电结正偏。 截止区iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。 此时，发射结反偏，集电结反偏。放大区iC平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。 此时，发射结正偏，集电结反偏，电压大于0.7 V左右(硅管) 。2024/7/221.3.5 主要参数与型号一一.半导体三极管的参数分为三大类半导体三极管的参数分为三大类: 直流参数直流参数 交流参数交流参数 极限参数极限参数 (1)(1)直流参数直流参数 直流电流放大系数直流电流放大系数 1.1.共发射极直流电流放大系数共发射极直流电流放大系数 =（ICICEO）/IBIC /
10、IB vCE=const 在放大区基本不变在放大区基本不变2024/7/222.共基极直流电流放大系数共基极直流电流放大系数 =（ICICBO）/IEIC/IE 显然显然 与与 之间有如下关系之间有如下关系: = IC/IE= IB/ 1+ IB= / 1+ 2024/7/22 极间反向电流极间反向电流 1.集电极基极间 反向饱和电流ICBO它相当于集电结的反向饱和电流。 2.集电极发射极间的反向饱和电流集电极发射极间的反向饱和电流ICEO ICEO和和ICBO有如下关系有如下关系 ICEO=（1+ ）ICBO相当于基极开路时，集电极和发射极间的反向饱和电流，相当于基极开路时，集电极和发射极间
11、的反向饱和电流，即输出特性曲线即输出特性曲线IB=0那条曲线所对应的那条曲线所对应的Y坐标的数值。坐标的数值。2024/7/22(2)(2)交流参数交流参数交流电流放大系数交流电流放大系数 1.共发射极交流电流放大系数共发射极交流电流放大系数 = IC/ IB vCE=const 在放大区在放大区 值基本不变，可在共射接法输出值基本不变，可在共射接法输出特性曲线上，通过垂特性曲线上，通过垂直于直于X 轴的直线求取轴的直线求取 IC/ IB。或在图上通过求某一点的。或在图上通过求某一点的斜率得到斜率得到 。具体方具体方法如图所示。法如图所示。 在输出特性曲线上求在输出特性曲线上求2024/7/2
12、2 2.共基极交流电流放大系数共基极交流电流放大系数 = IC/ IE VCB=const当当ICBO和和ICEO很小时，很小时， 、 ，可以不加区分。，可以不加区分。 特征频率特征频率fT 三极管的值不仅与工作电流有关，而且与工作频率有关。由于结电容的影响，当信号频率增加时，三极管的将会下降。当下降到1时所对应的频率称为特征频率，用fT表示。2024/7/22(3)极限参数 集电极最大允许电流ICM当集电极电流增加时，当集电极电流增加时， 就要下降，当就要下降，当 值值下降到线性下降到线性放大区放大区 值的值的7030时，所对应的集电极电流称为时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流集电
13、极最大允许电流ICM。 2024/7/22集电极最大允许功率损耗集电极最大允许功率损耗PCM 集电极电流通过集电结时所产生的功耗，集电极电流通过集电结时所产生的功耗， PCM= ICVCBICVCE， 因发射结正偏，呈低阻，所以功耗主要集中因发射结正偏，呈低阻，所以功耗主要集中在集电结上。在计算时往往用在集电结上。在计算时往往用VCE取代取代VCB。2024/7/22半导体三极管图片半导体三极管图片半导体三极管图片半导体三极管图片二.半导体三极管的型号国家标准对半导体三极管的命名如下国家标准对半导体三极管的命名如下: :3 D G 110 B 第二位：A锗PNP管、B锗NPN管、 C硅PNP管
14、、D硅NPN管 第三位：X低频小功率管、D低频大功率管、 G高频小功率管、A高频大功率管、K开关管用字母表示材料用字母表示材料用字母表示器件的种类用字母表示器件的种类用数字表示同种器件型号的序号用数字表示同种器件型号的序号用字母表示同一型号中的不同规格用字母表示同一型号中的不同规格三极管三极管2024/7/22 表1.3.1 双极型三极管的参数 参 数型 号 PCM mW ICM mAVR CBO VVR CEO VVR EBO V IC BO A f T MHz3AX31D 125 125 20 126* 83BX31C 125 125 40 246* 83 3CG101CCG101C 100 30 450.1 1003 3DG123CDG123C 500 50 40 300.353 3DD101DDD101D 5A 5A 300 25042mA3 3DK100BDK100B 100 30 25 150.1 3003DKG23 250W 30A 400 325 8注：*为 f 2024/7/22例：测量三极管三个电极对地电位如图所示，试判断三极管的工作状态。截止 三极管工作状态判断 放大饱和2024/7/22
