半導(dǎo)體三極管

及其基本電路半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管，也叫晶體三極管。由于工作時(shí)，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子都參與運(yùn)行，因此，還被稱為雙極型晶體管（BipolarJunctionTransistor,簡(jiǎn)稱BJT）。

BJT是由兩個(gè)PN結(jié)組成的。12/10/2024一.BJT的結(jié)構(gòu)NPN型PNP型符號(hào):三極管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):（1）發(fā)射區(qū)的摻雜濃度＞＞集電區(qū)摻雜濃度。（2）基區(qū)要制造得很薄且濃度很低。--NNP發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射結(jié)集電結(jié)ecb發(fā)射極集電極基極--PPN發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射結(jié)集電結(jié)ecb發(fā)射極集電極基極二．BJT的內(nèi)部工作原理（NPN管）

三極管在工作時(shí)要加上適當(dāng)?shù)闹绷髌秒妷?。若在放大工作狀態(tài)：發(fā)射結(jié)正偏：+UCE－＋UBE－＋UCB－集電結(jié)反偏：由VBB保證由VCC、

VBB保證UCB=UCE-UBE>0共發(fā)射極接法c區(qū)b區(qū)e區(qū)12/10/2024

（1）因?yàn)榘l(fā)射結(jié)正偏，所以發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子，形成了擴(kuò)散電流IEN

。同時(shí)從基區(qū)向發(fā)射區(qū)也有空穴的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，形成的電流為IEP。但其數(shù)量小，可忽略。

所以發(fā)射極電流IE≈

IEN。

（2）發(fā)射區(qū)的電子注入基區(qū)后，變成了少數(shù)載流子。少部分遇到的空穴復(fù)合掉，形成IBN。所以基極電流IB≈

IBN。大部分到達(dá)了集電區(qū)的邊緣。1．BJT內(nèi)部的載流子傳輸過(guò)程（3）因?yàn)榧娊Y(jié)反偏，收集擴(kuò)散到集電區(qū)邊緣的電子，形成電流ICN

。

另外，集電結(jié)區(qū)的少子形成漂移電流ICBO。2．電流分配關(guān)系三個(gè)電極上的電流關(guān)系:IE=IC+IB定義：(1)IC與IE之間的關(guān)系:所以:其值的大小約為0.9～0.99。

12/10/2024(2)IC與IB之間的關(guān)系：聯(lián)立以下兩式：得：所以：得：令：三.BJT的特性曲線（共發(fā)射極接法）(1)輸入特性曲線

iB=f(uBE)

uCE=const（1）uCE=0V時(shí)，相當(dāng)于兩個(gè)PN結(jié)并聯(lián)。（3）uCE

≥1V再增加時(shí)，曲線右移很不明顯。

（2）當(dāng)uCE=1V時(shí)，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開(kāi)始收集電子，所以基區(qū)復(fù)合減少，在同一uBE

電壓下，iB

減小。特性曲線將向右稍微移動(dòng)一些。死區(qū)電壓硅0.5V鍺0.1V導(dǎo)通壓降硅0.7V鍺0.3V

(2)輸出特性曲線iC=f(uCE)

iB=const

現(xiàn)以iB=60uA一條加以說(shuō)明。

（1）當(dāng)uCE=0

V時(shí)，因集電極無(wú)收集作用，iC=0。（2）uCE↑→Ic

↑

。（3）當(dāng)uCE

＞1V后，收集電子的能力足夠強(qiáng)。這時(shí)，發(fā)射到基區(qū)的電子都被集電極收集，形成iC。所以u(píng)CE再增加，iC基本保持不變。同理，可作出iB=其他值的曲線。

輸出特性曲線可以分為三個(gè)區(qū)域:飽和區(qū)——iC受uCE顯著控制的區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)uCE＜0.7

V。

此時(shí)發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)也正偏。截止區(qū)——iC接近零的區(qū)域，相當(dāng)iB=0的曲線的下方。此時(shí)，發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏。放大區(qū)——

曲線基本平行等距。此時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。該區(qū)中有：飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)四.BJT的主要參數(shù)1.電流放大系數(shù)（2）共基極電流放大系數(shù)：

iCE△=20uA(mA)B=40uAICu=0(V)=80uAI△BBBIBiIBI=100uACBI=60uAi一般取20~200之間2.31.5（1）共發(fā)射極電流放大系數(shù)：

2.極間反向電流

（2）集電極發(fā)射極間的穿透電流ICEO

基極開(kāi)路時(shí)，集電極到發(fā)射極間的電流——穿透電流。其大小與溫度有關(guān)。

（1）集電極基極間反向飽和電流ICBO

發(fā)射極開(kāi)路時(shí)，在其集電結(jié)上加反向電壓，得到反向電流。它實(shí)際上就是一個(gè)PN結(jié)的反向電流。其大小與溫度有關(guān)。鍺管：ICBO為微安數(shù)量級(jí)，硅管：ICBO為納安數(shù)量級(jí)。++ICBOecbICEO

3.極限參數(shù)

Ic增加時(shí)，

要下降。當(dāng)

值下降到線性放大區(qū)

值的70％時(shí)，所對(duì)應(yīng)的集電極電流稱為集電極最大允許電流ICM。（1）集電極最大允許電流ICM（2）集電極最大允許功率損耗PCM

集電極電流通過(guò)集電結(jié)時(shí)所產(chǎn)生的功耗，

PC=ICUCE

PCM<PCM

（3）反向擊穿電壓

BJT有兩個(gè)PN結(jié)，其反向擊穿電壓有以下幾種：

①

U（BR）EBO——集電極開(kāi)路時(shí)，發(fā)射極與基極之間允許的最大反向電壓。其值一般幾伏～十幾伏。②

U（BR）CBO——發(fā)射極開(kāi)路時(shí)，集電極與基極之間允許的最大反向電壓。其值一般為幾十伏～幾百伏。③U（BR）CEO——基極開(kāi)路時(shí)，集電極與發(fā)射極之間允許的最大反向電壓。在實(shí)際使用時(shí)，還有U（BR）CER、U（BR）CES等擊穿電壓。--(BR)CEOU(BR)CBOU(BR)EBOU三極管電路典型應(yīng)用簡(jiǎn)介一、共射極放大電路1、畫(huà)直流通路（計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)）；2、畫(huà)交流通路（計(jì)算放大倍數(shù)）；特點(diǎn)：既有電流放大，又電壓放大作用，常用于小信號(hào)放大。二、共集電極放大電路特點(diǎn)：輸入阻抗高，只有電流放大，無(wú)電壓放大作用，常用于電子控制電路后級(jí)的功率驅(qū)動(dòng)。三、共基放大電路特點(diǎn)：輸入阻抗非常低，只有電壓放大，無(wú)電流放大作用，常用高頻放大電路。例題1、在晶體管放大電路中測(cè)得三個(gè)晶體管的各個(gè)電極的電位如圖所示。試判斷各晶體管的類型(是PNP管還是NPN管,是硅管還是鍺管),并區(qū)分e、b、c三個(gè)電極。

例題2、用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)得電路中晶體管各電極的對(duì)地電位，試判斷這些晶體管分別處于那種工作狀態(tài)（飽和、截止、放大、倒置或已損壞）。

例題3、如下電路能否實(shí)現(xiàn)正常放大？

例題4、電路如圖所示，設(shè)半導(dǎo)體三極管的β=80，試分析當(dāng)開(kāi)關(guān)K分別接通A、B、C三位置時(shí)，三級(jí)管各工作在輸出特性曲線的哪個(gè)區(qū)域，并求出相應(yīng)的集電極電流Ic。例題5、電路如圖所示