精品文檔-下載后可編輯雙極型晶體管的結(jié)構(gòu)_工作原理及特性曲線(xiàn)-設(shè)計(jì)應(yīng)用雙極型晶體管

雙極型晶體管一般有三個(gè)電極（即三個(gè)引出腳），按工作性質(zhì)可以分為高、低頻晶體三極管；大功率、中功率和小功率晶體三極管；用作信號(hào)放大用的三極管和用作開(kāi)關(guān)的三極管。按材料分為鍺三極管和硅三極管，由于硅三極管穩(wěn)定性較好，所以大部分的三極管都是用硅材料做的。

雙極型晶體管的結(jié)構(gòu)

雙極型晶體管是由兩個(gè)靠的很近的背靠背的PN結(jié)構(gòu)成。一般分為PNP和NPN型兩種，具體結(jié)構(gòu)如下圖所示。無(wú)論是NPN型或是PNP型的三極管，它們均包含三個(gè)區(qū)：發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)，并相應(yīng)地引出三個(gè)電極：發(fā)射極（e）、基極（b）和集電極（c）。同時(shí)，在三個(gè)區(qū)的兩兩交界處，形成兩個(gè)PN結(jié)，分別稱(chēng)為發(fā)射結(jié)和集電結(jié)。

當(dāng)然為了得到性能優(yōu)良的晶體管，必須保證管內(nèi)的結(jié)構(gòu)：發(fā)射區(qū)相對(duì)基區(qū)要重?fù)诫s；基區(qū)要控制的窄一些；集電極面積要大于發(fā)射極的面積。

晶體管的工作原理

1.放大作用

產(chǎn)生放大作用的條件是發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏（NPN）。其基本原理是，在這種狀態(tài)流子的運(yùn)動(dòng)軌跡為：

a）發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子，形成發(fā)射極電流iE

b）電子在基區(qū)中的擴(kuò)散與復(fù)合，形成基極電流iB

c）集電區(qū)收集擴(kuò)散過(guò)來(lái)的電子，形成集電極電流iC

2.電流分配關(guān)系

集電極電流IC由兩部分組成：Icn和ICBO，前者是由發(fā)射區(qū)的電子被集電極收集后形成的，后者是由集電極區(qū)和基區(qū)的少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)形成的，稱(chēng)為反向飽和電流。

晶體管的特性曲線(xiàn)

1.輸入特性曲線(xiàn)

當(dāng)Uce不變時(shí)，輸入回路中的電流Ib和電壓Ub之間的關(guān)系曲線(xiàn)，就成為輸入特性曲線(xiàn)，其常見(jiàn)的輸入特性曲線(xiàn)可見(jiàn)下圖：

1.輸出特性曲線(xiàn)

當(dāng)Ib不變時(shí)，輸出回路中的電流Ic與電壓Uce之間的關(guān)系曲線(xiàn)成為輸出特性。

具體見(jiàn)下圖：

（1）截止區(qū)：一般將IB≤0的區(qū)域稱(chēng)為截止區(qū)，在圖中為Ib=0的一條曲線(xiàn)的以下部分。此時(shí)Ic也近似為零。由于各極電流都基本上等于零，因而此時(shí)三極管沒(méi)有放大作用。

（2）放大區(qū)：此時(shí)發(fā)射結(jié)正向運(yùn)用，集電結(jié)反向運(yùn)用。在曲線(xiàn)上是比較平坦的部分，表示當(dāng)IB一定時(shí)，Ic的值基本上不隨Uce而變化。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，當(dāng)基極電流發(fā)生微小的變化量時(shí)，相應(yīng)的集電極電流將產(chǎn)生較大的變化就體現(xiàn)了三極管的電流放大作用。

（3）飽和區(qū)：曲線(xiàn)靠近縱軸附近，各條輸出特性曲線(xiàn)的上升部分屬于飽和區(qū)。在這個(gè)區(qū)域，不同IB值的各條特性曲線(xiàn)幾乎重疊在一起，即當(dāng)UCE較小時(shí)，管子的集電極電流IC基本上不隨基極電流IB而變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為飽和。此時(shí)三極管失去了放大作用。

雙極型晶體管的主要參數(shù)

1.電流放大系數(shù)；

2.極間反向電流iCBO、iCEO，極間反向電流越小，管子穩(wěn)定性越好。、

3.極限參數(shù)

（1）集電極允許電流ICM：放大系數(shù)下降到額定值的2/3時(shí)所允許的集電極電流。

（2）集電極允許功耗PCM：集電極允許功率損耗PCM。當(dāng)三極管工作時(shí)，管子兩端電壓為UCE，集電極電流為IC，因此集電極損耗的功率為Pc=IC*UCE

（3）反向擊穿電壓

UCBO——發(fā)射極開(kāi)路時(shí)，集電極?基極間的反向擊穿電壓；

UCEO——基極開(kāi)路時(shí)，集電極?發(fā)射極間的反向擊穿電壓。

UCER——基射極間接有電阻R時(shí)，集電極?發(fā)射極間的反向擊穿電壓。

UCES——基射極間短路時(shí)，集電極?發(fā)射極間的反向擊穿電壓。

UEBO——集電極開(kāi)路時(shí)，發(fā)射極?基極間的反向擊穿電壓，此電壓一般較小，僅有幾伏左右。上述電壓一般存在如下關(guān)