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1、1,1.3 半导体三极管,2,1.3.1 基本结构、类型和符号,基极,发射极,集电极,NPN型,PNP型,一、结构,3,基区：较薄，掺杂浓度低,集电区：面积较大,发射区：掺杂浓度较高,三极管在制造时必须满足以下条件：,1、发射区掺杂浓度最大，它的作用是发射载流子。2、基区必须做得很薄（微米级）掺杂浓度最小，它的作用是传输和控制载流子。3、集电区要做得体积最大，它的作用是收集载流子。,4,发射结,集电结,二、类型,有PNP型和NPN型；硅管和锗管；大功率管和小功率管；高频管和低频管。,5,三、符号,NPN型三极管,PNP型三极管,6,共发射极,共集电极,共基极,1.3.2 三极管的连接方式,一、
2、共发射极接法二、共集电极接法三、共基极接法,7,1.3.3 电流放大原理,三极管正常放大外加电压必须满足：1发射结外加正向电压，即P区较N区为正。2集电结外加反向电压，即P区较N区为负。,正常放大时，NPN管集电极电位最高，基极电位次之，射极电位最低。 即 UC UB UE ；PNP管则反之，射极电位最高，基极电位次之，集电极电位最低。即 UE UB UC .,8,例题；测得工作在放大区的四个三极管，各电极对地电位如题表2-1-1，判断是硅管还是锗管，是PNP管还是NPN管，并标出管脚e b c 填入表中,9,UBB,RB,UCC,进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IBE ，多数扩
3、散到集电结。,发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。,电流放大原理,10,UBB,RB,UCC,集电结反偏，有少子形成的反向电流ICBO。,从基区扩散来的电子作为集电结的少子，漂移进入集电结而被收集，形成ICE。,一、载流子传输过程 发射、复合、收集,11,IB=IBE-ICBOIBE,二、各极电流关系,12,ICE与IBE之比称为电流放大倍数,要使三极管能放大电流，必须使发射结正偏，集电结反偏。,三、电流放大系数,三极管的放大作用有三个含义： 1）电流放大； 2）电压放大；3）功率放大（功率放大不是指能量放大）,13,1.3.4 特性曲线,IC,V,UCE,UBE,RB,
4、IB,UCC,UBB,实验线路,14,一、输入特性,工作压降： 硅管UBE0.60.7V,锗管UBE0.20.3V。,死区电压，硅管0.5V，锗管0.2V。,15,二、输出特性,IC(mA ),此区域满足IC=IB称为线性区（放大区）。,当UCE大于一定的数值时，IC只与IB有关，IC=IB。,16,此区域中UCEUBE,集电结正偏，IBIC，UCE0.3V称为饱和区。,17,此区域中 : IB=0,IC=ICEO,UBE 死区电压，称为截止区。,18,输出特性三个区域的特点:,放大区：发射结正偏，集电结反偏。 即： IC=IB , 且 IC = IB,(2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。
5、 即：UCEUBE ， IBIC，UCE0.3V,(3) 截止区： UBE 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0,19,例： =50， UCC =12V， RB =70k， RC =6k 当UBB = -2V，2V，5V时，晶体管工作于哪个区？,当USB =-2V时：,IB=0 ， IC=0,IC最大饱和电流：,Q位于截止区,说明电源的习惯连接方式，B、C共用电源,20,例： =50， UCC =12V， RB =70k， RC =6k 当USB = -2V，2V，5V时，晶体管工作于哪个区？,IC ICmax (=2mA) ， Q位于放大区。,USB =2V时：,21,USB =5V
6、时:,例： =50， USC =12V， RB =70k， RC =6k 当USB = -2V，2V，5V时，晶体管工作于哪个区？,Q 位于饱和区，此时IC 和IB 已不是 倍的关系。,22,1.3.5 主要参数,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、共集接法。,共射直流电流放大倍数：,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IC，则交流电流放大倍数为：,1. 电流放大倍数和 ,23,例：UCE=6V时：IB = 40 A, IC =1.5 mA； IB = 60 A, IC =2.3 mA。
7、,在以后的计算中，一般作近似处理： =,24,2.集-基极反向截止电流ICBO,ICBO是集电结反偏由少子的漂移形成的反向电流，受温度变化的影响。,25,B,E,C,N,N,P,ICBO进入N区，形成IBE。,根据放大关系，由于IBE的存在，必有电流IBE。,集电结反偏有ICBO,3. 集-射极反向截止电流ICEO,ICEO受温度影响很大，当温度上升时，ICEO增加很快，所以IC也相应增加。三极管的温度特性较差。,26,4.集电极最大电流ICM,集电极电流IC上升会导致三极管的值的下降，当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM。,5.集-射极反向击穿电压,当集-射极之间的电压UCE超
8、过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。,27,6. 集电极最大允许功耗PCM,集电极电流IC 流过三极管， 所发出的焦耳 热为：,PC =ICUCE,必定导致结温 上升，所以PC 有限制。,PCPCM,ICUCE=PCM,安全工作区,28,1.3.6温度对三极管参数的影响,1、对的影响温度升高， 值增大。2、对反向饱和电流ICBO的影响温度升高， ICBO增大。3、对发射结电压UBE的影响温度升高， UBE减小 。,温度升高，最终使IC增大,29,1.3.7 复合管（达林顿管）,复合管：将两个或两个以上的三极管进行适当的连接，组合成一个等效的管子。优点：可获得很高的电流增益。缺点：穿透电流大连接要求：,1.前后级三极管之间的电流应有正确的流通通路。即应将第一只管的集电极或发射极电流做为第二只管子的基极电流。2在正确的外加电压下每只管子的各极电流均有合适的通路，且均工作在放大区，即前极管的C-E只能和后极管的C-B（或B-C）连接。不能和后极管的B-E连接。3.复合连接后的等效管导电类型决定于前极管。,30,复合管的接法及等效管,
