第4讲 第1章_晶体三极管(2)

第一章半导体器件1.3晶体三极管1第四讲晶体管的特性曲线晶体管的共射特性曲线晶体管的主要参数温度对晶体管特性和参数的影响光电三极管第一章半导体器件1.3晶体三极管21.3.3晶体管的共射特性曲线AmAVVIBICUCCUBBRcRb＋－uBE＋－UCE＋－图：三极管共射特性曲线测试电路•输入特性：•输出特性：常数BICECUfI)(常数CEUBEBUfI)(VCCVBB第一章半导体器件1.3晶体三极管31.输入特性常数CEUBEBUfI)(图：1.3.5三极管的输入特性（1）UCE=0V，类似PN结正向特性（2）UCE0，曲线右移（3）UCE1V,曲线重合IBUB1UB2•c、e短路，Je与Jc正向并联Jc－—层变厚、基区变窄；Jc收集能力增强，基区复合减弱，相同UBE时IB减小；要获得相同iB→uBE↑——右移。此时Jc电场足够强，b区绝大部分ne已被收集，UCE再增大IC不可能明显增加，IB基本不变。第一章半导体器件1.3晶体三极管42.输出特性常数BICECUfI)(图：1.3.6三极管的输出特性◆每条曲线（IB取某一值）上升部分(UCE较小)：IC∝UCE水平部分(UCE1V):IC∝IB◆IB取不同值——曲线簇：截止区：IB=0、IC≤ICEO≈0放大区：△IC=β△IB（模电）饱和区：UCE1V，IC∝UCE△IC≠β△IB第一章半导体器件1.3晶体三极管5AmAVVIBICUCCUBBRcRb＋－uBE＋－UCE＋－▲输出特性分析*常量CEBCUiiβ是常数吗？什么情况下?VBBVCC第一章半导体器件1.3晶体三极管6(1)截止区：ＩＢ≤０的区域特征：IＣ=βIB+ICEO=ICEO≈0，UCE≈VCC三极管无放大作用截止条件：Je电压＜Uon、Jc反偏NPN管：UBE＜Uon、UCE＞UBE(UBC＜0)(2)放大区（线性区）：曲线趋于水平的区域。特征：ΔIC＝βΔIＢ,1V＜UCE＜VCC电流放大作用放大条件：Je+、Jc－NPN管：UBE＞Uon、UBC＜0(3)饱和区：靠近纵轴附近区域，各条曲线的上升部分。特征：UCE1V，IC∝UCE△IC≠β△IB；IC基本不随IB而变化，三极管失去放大作用。饱和条件：Je、Jc均正向偏置NPN管：ＵＢＥ≥0.7V，ＵＢＣ＞０。第一章半导体器件1.3晶体三极管7关于饱和诠释：当VCC、Rc一定，UBE↑→IB↑→IC↑→UCE↓→Jc收集↓当ＵCE↓＝ＵBE即ＵCB＝０——临界饱和：ICUCEIBVCCRbVBBcbeRCUBE当ＵCE＜ＵBE(UCB＜0)，或IBIBS——过饱和小功率管UCES=0.3V可认为ICS=βIBS仍成立、UCES=0.7VIBS=ICS/β=(VCC-UCES)/βRc第一章半导体器件1.3晶体三极管8例１（1.10）：电路如图，UBE＝0.7V，β=50。试分析VBB为0V、1V、3V三种情况下T的工作状态及输出电压uO的值。解（1）当VBB＝0时，T截止，uO＝12V60bBEQBBBQRUVIV9mA3CCQCCOBQCQRIVuIIuO=UCEUBE，假设成立：Ｔ放大，uO=9V假设不成立：T饱和，uO=UCES≈UBE=0.7V（3）当VBB＝3V时，设Ｔ放大，则uAmARUVI46.0bBEBBBBEOURIVUuII11mA23CCCCCEBCVBB（2）当VBB＝1V时，设Ｔ放大，则第一章半导体器件1.3晶体三极管9解法２：临界饱和基流:IBS=ICS/β=(VCC-UCES)/βRc=0.226mAIBS=ICS/β=(VCC-UCES)/βRc实际：IB=(uI-UBE)/Rb=0.46mAIBST饱和，uO=UCES≈0.7V第一章半导体器件1.3晶体三极管10例２：电路如图所示，VCC＝15V，β＝100，UBE＝0.7V。试问：（1）Rb＝50kΩ时，UO＝？μA（2）若T临界饱和，则Rb≈？解:（1）ARUVI26bBEBBBV2mA6.2CCCCCEBCRIVUII所以输出电压UO＝UCE＝2Vk4.45A6.28mA86.2BBEBBbCBcCESCCCIUVRIIRUVI（2）设临界饱和时UCES＝UBE＝0.7V，则第一章半导体器件1.3晶体三极管111.12分别判断各电路中晶体管是否有可能工作在放大状态。习题：√√××√第一章半导体器件1.3晶体三极管121.3.4三极管的主要参数(2)共射交流电流放大系数：常数CEUBCII(1)共射直流电流放大系数：—BCEOCIII1.电流放大系数——性能指标ICIB(3)共基直流电流放大系数：(忽略ＩCBO)ECII(4)共基交流电流放大系数：ECII第一章半导体器件1.3晶体三极管132.极间反向电流(直流参数)——质量指标A(a)ICBOICBOAICEO(b)ICEO图三极管极间反向电流的测量ICBO——集电结反向饱和电流，小好。硅管＜1μA，锗管几～几十μAA(a)ICBOICBOAICEO(b)ICEOICEO=（1+β)ICBO——反向穿透电流，小好。第一章半导体器件1.3晶体三极管143.极限参数——安全指标(1)集电极最大允许电流ＩCMOIC图β与IC关系曲线IC过大，β减小；当β↓=(2/3～1/3)β额——ICM第一章半导体器件1.3晶体三极管15(2)最大集电极功率损耗ＰＣＭCECCUIP图1.3.7三极管的安全工作区过压区过流区安全工作区c-e间击穿电压=常数(与散热条件有关)允许最大IC第一章半导体器件1.3晶体三极管16(3)反向击穿电压ＢＵCBO——发射极开路时,集-基极间的反向击穿电压。ＢＵCEO——基极开路,集-射极间的反向击穿电压。ＢＵCER——基射极间接有Ｒ时,集-射极间反向击穿电压。ＢＵCES——基射极间短路时,集-射极间的反向击穿电压。ＢＵEBO——集电极开路时,发射极-基极间的反向击穿电压.此电压一般较小,仅有几伏左右。上述电压一般存在如下关系：EBOCEOCESCBOBUBUBUBU第一章半导体器件1.3晶体三极管171.3.5温度对晶体管特性和参数的影响BEBBBECEO)(uiiuIT不变时，即不变时℃1倍/(8～10)oC-(2～2.5mV)/1oCIC(0.5～1)%/1oC第一章半导体器件1.3晶体三极管18(3)温度对UBE的影响CmVTUBE/5.2(1)温度对ICBO温度每上升10℃,ＩCBO约上升1倍。ＩCEO随温度变化规律与ＩCBO相同。(2)温度对β温度每升高１℃,β值增大０.５%～１％。输出特性曲线间距随温度升高而增大。•综上：温度对ＵBE、ICBO、β的影响,均将使IC随温度上升而增加,这将严重影响三极管的工作状态。第一章半导体器件1.3晶体三极管191.3.6光电三极管的等效电路、符号和外形图1.3.11光电三极管的输出特性返回iC∝入射光强度第一章半导体器件1.3晶体三极管20第一章常用半导体器件复习要求重点掌握的内容1．二极管的单向导电性、伏安特性曲线（正、反向特性的主要特征）。2．三极管的输入特性和输出特性，工作在截止区、放大区、饱和区的外电路条件及三种工作状态下的特点。一般掌握的内容1.万用电表判断二极管性能优劣、三极管电极和类型的方法。2.本征半导体和杂质半导体(N型、P型)。3.稳压二极管的特点及主要参数。典型题例：习题1.1、1.3、1.6、1.8、1.9、1.10