§2.2.1

三極管的結(jié)構(gòu)和工作原理分類按頻率分有高頻管、低頻管按功率分有小、中、大功率管按材料分有硅管、鍺管按結(jié)構(gòu)分有NPN型和PNP型國產(chǎn)三極管的命名方式3

D

G

6A：PNP鍺材料B：NPN鍺材料C：PNP硅材料D：NPN硅材料三極管的不同封裝形式中功率管金屬封裝塑料封裝大功率管三極管的結(jié)構(gòu)集電極，用C或c發(fā)射極，用半E導或體e三極管的結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。它有兩種:NPN型和PNP型。

表示（Collector）。類型集電區(qū)表示（Em發(fā)itte射r區(qū)；基區(qū)發(fā)射結(jié)(Je)集電結(jié)(Jc)基極，用B或b表示（Base）兩種類型的三極管三極管符號結(jié)構(gòu)特點：?發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高；?集電區(qū)摻雜濃度低于發(fā)射區(qū)，且面積大；?基區(qū)很薄，一般在幾個微米至幾十個微米，且摻雜濃度最低。管芯結(jié)構(gòu)剖面圖三極管的電流分配與放大作用外加偏bc結(jié)反偏be結(jié)正偏發(fā)射結(jié)應加正向電壓（正向偏置）集電結(jié)應加反向電壓（反向偏置）三極管內(nèi)載流子的傳輸過程三極管內(nèi)載流子的傳輸過程另外,基區(qū)集電區(qū)本身存在的少子，3.集電區(qū)收集擴散過來的電子2.電子在基區(qū)中的擴散與復合三極管內(nèi)有兩發(fā)種射載區(qū)流子向參基與區(qū)導注電入，故電稱子此種三極管1.在集電結(jié)上存在漂移運動，由此形成電流I為雙極型三極管，記為BJTCBO三極管三個電極間的分配關系I

=I

＋IE

BCi

=I

+Δii

=i

=I

+ΔiEEE三極管的放大作用CECCce++-bR

ΔVi

=I

+△i

_ΔVI正向時PN結(jié)電流與電壓成指數(shù)關系LOBBB較大的ΔiE較小ΔVI三極管基區(qū)的電流傳遞作用如(1mA)如(20mV)ΔV

=

ΔiCRLΔi

(較大)C電壓放大倍數(shù)O(較大)如(0.98mA)兩個要點三極管的放大作用,主要是輸入依電靠壓它的的變I化能,是通通過過基其區(qū)傳輸,E然后順利到達集電極而實現(xiàn)改變輸入電流,再通過輸入的。故要保證此傳輸,一方電流的傳輸去控制輸出電壓面要滿足內(nèi)部條件,即發(fā)射區(qū)摻雜濃度要遠大于基區(qū)摻的變化,所以是一種電流控雜濃度,基區(qū)要薄;另一方面制器件。要滿足外部條件,即發(fā)射結(jié)正偏,集電結(jié)要反偏?！?.2.2

三極管的特性三極管在電路中的連接方式共集電極連接共發(fā)射極連接共基極連接三極管的特性曲線概念輸入特性曲線輸出特性曲線電壓與電流BJT的特性曲線1.輸入特性曲線

輸入電流與輸入電壓間的關系曲線i

=f(v

)vCE=const（以共射極放大電路為例）BBE(1)當v

=0V時，相當于發(fā)射結(jié)的正向伏安特性曲線。當

v

>1V以后，由于集電結(jié)的反偏電壓可以在單位時CECE(間2)

內(nèi)當集將電所結(jié)有進到入達反偏集狀電態(tài)結(jié)時邊，上v

的=載v流子-v拉隨到著集v電的極增，大故而i增大CBCEBECEC集不電隨結(jié)v的反變偏化加，強所。以由于同基樣區(qū)的的v寬度下調(diào)的制效i

不應，變基，區(qū)特變性窄曲，基線區(qū)幾復CEBEB減乎少重，疊同樣的v

下

I

減小，特性曲線右移。BEBicv

=0Vv

=0V

v

1VCEC+CEiBCEb

v+e-CEv

-VCCBEVBB共射極放大電路BJT的特性曲線2.輸出特性曲線輸出電流與輸出電壓間的關系曲線i

=f(v

)iB=constCCEc+iCiBb

v+CE飽和區(qū)：輸出特性曲線的三個區(qū)域:發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正的區(qū)域，e-v-VCCBEVBB偏。

i

明顯受v

控制CCE截止區(qū)：i

=0的輸出曲線以共射極放大電路的區(qū)域，但不隨i

的增放大區(qū)：此時，發(fā)射結(jié)正B下的區(qū)域。此時，

發(fā)射結(jié)B加

而偏增，大集。電在結(jié)飽反和偏區(qū)。，i

不隨C和集電結(jié)均反偏。i

只有很可近v

似變認化為，v但隨保i持的不增大

而CCECEB變。線對性于增小大功，率且硅管，小的反向電流。一般v

＝0.2V。CES如何判斷三極管的電極、管型和材料發(fā)射結(jié)處于正向偏置，且對于硅管|V

|=0.7V，鍺管|V

|=0.2V；BEBE集電結(jié)處于反向偏置，且|V

|＞1V；CBNPN管集電極電位比發(fā)射極電位高，PNP管集電極電位比發(fā)射極電位低。例題一個BJT在電路中處于正常放大狀態(tài)，測得A、B和C三個管腳對地的直流電位分別為6V，0.6V，1.3V。試判別三個管腳的極名、是硅管還是鍺管？NPN型還是PNP型？－集電極管子為NPN管C－基極，B－發(fā)射極§2.2.3

三極管的主要參數(shù)電流放大系數(shù)三極管的參數(shù)是用來表征管子性能優(yōu)劣適應范圍的，是選管的依據(jù)，共有以下三大類參數(shù)。極間反向電流極限參數(shù)i電流放大系數(shù)cC+iBb

v+e-CEv

-VCCBEVBB共射電流放大系數(shù)共射極放大電路直流電流放大系數(shù)=I

/I

|vCE

=constCB交流電流放大系數(shù)=DI

/DI

Cv

=constCEB電流放大系數(shù)共基電流放大系數(shù)直流電流放大系數(shù)α=I

/IC

E交流電流放大系數(shù)α=Δi

/ΔiC

Eα與β間的關系極間反向電流(1)集電極基極間反向飽和電流ICBO發(fā)射極開路時，集電結(jié)的反向飽和電流。(2)集電極發(fā)射極間的反向飽和電流ICEOI

=（1+

）ICEOCBO即輸出特性曲線I

=0那條曲線所B對應的Y坐標的數(shù)值。IICEO也稱為集電極CEO發(fā)射極間穿透電流。三極管正常工作時集電極所允許的最大工作電流極限參數(shù)PCM值與環(huán)境溫度有關，溫度愈高，則P

值愈小。當超過CM此值時，管子性能將變壞或燒毀。V(BR)CBO：發(fā)射極開路時集電極-基極間的反向擊穿電壓。反向擊穿電壓V(BR)EBO：集電極開路時發(fā)射極-基極間的反向擊穿電壓。V(BR)CEO：基極開路時集電極-發(fā)射極間的反向擊穿電壓安全工作區(qū)§2.2.4

三極管的模型三極管的簡化直流模型飽和模型放大模型截止模型三極管的小信號模型建立小信號模型的意義由于三極管是非線性器件，這樣就使得放大電路的分析非常困難。建立小信號模型，就是將非線性器件做線性化處理，從而簡化放大電路的分析和設計。建立小信號模型的思路當放大電路的輸入信號電壓很小時，就可以把三極管小范圍內(nèi)的特性曲線近似地用直線來代替，從而可以把三極管這個非線性器件所組成的電路當作線性電路來處理。三極管的小信號模型將共射連接三極管看成一雙端口網(wǎng)絡H參數(shù)的引出cbe對輸入輸出端口的兩函數(shù)表達式求微分微分量用交流量取代，偏微分量用H參數(shù)取代用相關符號取代上式中的微分量后得輸出端交流短路時的輸入電阻，即r

b。eH參數(shù)物理含義輸入端交流開路時的反向電壓傳輸系數(shù)，即輸出端交流短路時的電流放大系數(shù)，即。輸入端交流開路時的輸出電導，即1/r

ce。iH參數(shù)等效電路CciBb根據(jù)

v

=h

i

+h

vvbeie

bre

cevCEBEi

=h

i

+h

vcfe

boe

cee可得小信號模型BJT雙口網(wǎng)絡BJT的H參數(shù)模型H參數(shù)等效電路中需注意的幾點h參數(shù)小信號模型是用于交流分析的，不能用于直流分析。h參數(shù)是在某個靜態(tài)工作點測得的，其數(shù)值與靜態(tài)工作點有關。h參數(shù)中的電流源和電壓源都是受控源，其方向不能隨意假定。H參數(shù)簡化等效電路iichieb一般采用習慣符號

i

是受控源

，且為電流即

br

=h

=hvv

h

vh

icebeiefebere

cefe

bhoe控制電流源(CCCS)。u

=h

r

=1/hrreceoe

電流方向與i

的方向是關聯(lián)b則的B。JT的H參數(shù)模型為irbicbe

u

很小，一般為10-310-4，r

r

很大，約為100k。故一ivrcev

u

vbcecebe

Tr

ce般可忽略它們的影響，得到簡化電路H參數(shù)的確定

一般用測試儀測出；

r

與Q點有關，可用圖be示儀測出。一般也用公式估算rber

=r