半导体三极管-(3)

1§1.3半导体三极管21.3.1基本结构、类型和符号BECNNP基极发射极集电极NPN型PNP集电极基极发射极BCEPNP型一、结构3BECNNP基极发射极集电极基区：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。4BECNNP基极发射极集电极发射结集电结二、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BECIBIEICNPN型三极管BECIBIEICPNP型三极管6uiuoCEBECBuiuoECBuiuo共发射极共集电极共基极1.3.2三极管的连接方式一、共发射极接法二、共集电极接法三、共基极接法71.3.3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ebc填入表中ABCD管脚标号123123123123对地电位-4-4.3-82.336.844.7103.293.9标出e、b、c硅或锗管NPN或PNPABCD管脚标号123123123123对地电位-4-4.3-82.336.844.7103.293.9标出e、b、cebcebcebcecb硅或锗管锗硅硅硅NPN或PNPPNPNPNNPNNPN9BECNNPUBBRBUCCIE基区空穴向发射区的扩散可忽略。IBE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10BECNNPUBBRBUCCIE集电结反偏，有少子形成的反向电流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBOICEIBEICE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11IB=IBE-ICBOIBEIBBECNNPEBRBECIEICBOICEIC=ICE+ICBOICEIBE二、各极电流关系12ICE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。BCCBOBCBOCBECEIIIIIIII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）131.3.4特性曲线ICmAAVVUCEUBERBIBUCCUBB实验线路14一、输入特性UCE1VIB(A)UBE(V)204060800.40.8工作压降：硅管UBE0.6~0.7V,锗管UBE0.2~0.3V。UCE=0VUCE=0.5V死区电压，硅管0.5V，锗管0.2V。15二、输出特性IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A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。16IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此区域中UCEUBE,集电结正偏，IBIC，UCE0.3V称为饱和区。17IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A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:(1)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。即：UCEUBE，IBIC，UCE0.3V(3)截止区：UBE死区电压，IB=0，IC=ICEO019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：ICUCEIBUBCRBUBBCBERCUBEmA2612maxCCCCRUIIB=0，IC=0IC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？ICICmax(=2mA)，Q位于放大区。ICUCEIBUCCRBUSBCBERCUBEUSB=2V时：9mA01070702..RUUIBBESBB0.95mA9mA01050.IIBC21USB=5V时:例：=50，USC=12V，RB=70k，RC=6k当USB=-2V，2V，5V时，晶体管工作于哪个区？ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEQ位于饱和区，此时IC和IB已不是倍的关系。mA061070705..RUUIBBESBBcmaxBI..I5m03mA061050mA2cmaxcII221.3.5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：BCII___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：BIIC1.电流放大倍数___23例：UCE=6V时：IB=40A,IC=1.5mA；IB=60A,IC=2.3mA。5.3704.05.1___BCII4004.006.05.13.2BCII在以后的计算中，一般作近似处理：=242.集-基极反向截止电流ICBOAICBOICBO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。25BECNNPICBOICEO=（1+）ICBOIBEIBEICBO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ICBO3.集-射极反向截止电流ICEOICEO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。264.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超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR)CEO。276.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。PCPCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作区281.3.6温度对三极管参数的影响1、对β的影响——温度升高，β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291.3.7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