电工电子学2第4章晶体管电路基础

晶体管基础晶体管更多的时候我们称它为三极管晶体管是流控器件，用小电流控制大电流（顺带提一下场效应管是压控器件，小电压控制大电压）一、晶体管箭头的作用：晶体管中箭头方向代表了管子的类型：箭头向外的，是NPN 型，箭头朝里的，是PNP 型。

晶体管有箭头的管脚表示三极管的发射极。

二、晶体管的电流方向对于NPN 管，发射极电流iE是流出的，基极电流iB和集电极电流iC都定义为流入的。

对于PNP管，发射极电流iE是流入的，基极电流iB和集电极电流iC都定义为流出的。

三、晶体管的三个公式1、基尔霍夫电流定律：2、集电极电流i C唯一受控于基极电流i B:（β为晶体管的放大倍数）3、由公式2可以推导出：四、晶体管的伏安特性曲线输出伏安特性中的区域划分1）放大区。

图中标注的中心空白区域。

在此区域内，晶体管的iC几乎不受电压uCE 控制，近似满足下式：2）饱和区。

图中标注的竖线区域。

在此区域内，iC 随着电压uCE 增大而增加。

为了简单表示，一般认为当uCE<UCES，属于饱和区。

（其中UCES 称为晶体管的饱和压降，是饱和区和放大区的分界电压，晶体管一般为0.3V/0.7v。

很显然，在饱和区时，随着IB 的增加，饱和压降会上升。

）3）截止区。

IB=0 的那根线。

当IB=0 时，iC并不为0，而是存在与uCE 相关的漏电流。

定义当IB=0 的区域为截止区。

截止区的含义是使得晶体管处于几乎没有任何电流流进流出的状态，就像完全关闭一样。

NPN管由Ube控制三极管的导通，就是由基极对发射机电压>07v(Ub-Ue>=0.7v)时导通。

PNP管由Ueb控制三极管导通，由发射极对基极的电压>0.7v（Ue-Ub>=0.7v）时导通。

由于这个特性，PNP三极管在蜂鸣器或者喇叭电路中广泛应用。

《晶体管》讲义一、什么是晶体管在现代电子世界中，晶体管无疑是最为关键的元件之一。

那么，究竟什么是晶体管呢？简单来说，晶体管是一种用于控制电流的半导体器件。

它就像是电子电路中的一个“开关”，能够根据输入的电信号来决定电流是否通过，以及通过的电流大小。

晶体管的出现，彻底改变了电子技术的发展进程。

在晶体管发明之前，电子设备大多使用真空管来实现类似的功能。

但真空管体积大、能耗高、寿命短，而且容易出故障。

而晶体管则具有体积小、重量轻、能耗低、可靠性高以及工作速度快等众多优点。

二、晶体管的工作原理要理解晶体管的工作原理，我们首先需要了解一些半导体的基本知识。

半导体材料，如硅和锗，其导电性能介于导体（如铜、铝）和绝缘体（如橡胶、塑料）之间。

在纯净的半导体中，掺入少量的杂质，可以显著改变其导电性能。

晶体管主要有两种类型：双极型晶体管和场效应晶体管。

双极型晶体管由发射极、基极和集电极三个电极组成。

当在发射极和基极之间加上适当的正向电压，同时在集电极和基极之间加上适当的反向电压时，晶体管就会导通，电流从发射极流向集电极。

场效应晶体管则分为结型场效应管和金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）。

以 MOSFET 为例，它通过在栅极上施加电压来控制源极和漏极之间的导电沟道的宽窄，从而实现对电流的控制。

三、晶体管的分类晶体管的分类方式有很多种。

按照结构，可以分为平面型晶体管和台面型晶体管。

按照材料，可以分为硅晶体管和锗晶体管。

按照工作频率，可以分为低频晶体管、中频晶体管和高频晶体管。

按照功率，可以分为小功率晶体管、中功率晶体管和大功率晶体管。

不同类型的晶体管在不同的电子设备中有着各自的应用场景。

四、晶体管的制造工艺晶体管的制造是一个非常复杂且精细的过程。

首先，需要准备高纯度的半导体材料，如硅晶圆。

然后，通过一系列的工艺步骤，如光刻、蚀刻、扩散、离子注入等，在晶圆上形成晶体管的各个结构。

光刻工艺就像是在晶圆上“绘图”，使用光刻胶和紫外线将设计好的电路图案转移到晶圆上。

晶体管及放大电路基础一、概念及知识点1、三极管的四种工作状态a ．发射结正偏而集电结反偏，三极管工作在放大状态b ．发射结正偏而集电结正偏，三极管工作在饱和状态c ．发射结反偏而集电结反偏，三极管工作在截止状态d ．发射结反偏而集电结正偏，三极管工作在倒置状态2、三极管的主要参数3、共射基极放大电路：输出电压与输入电压反相，有电压和电流放大能力；共集电极放大电路：输出电压与输入电压同相；电压放大倍数≦1；输入阻抗大，输出阻抗小，常用于多级放大电路的输入级和中间级之间的阻抗匹配。

二、例题1、判断如图2-1所示中，各管的工作状态图2-1答：（a ）发射结反偏，集电结反偏，三极管工作在截止状态； （b ）发射结正偏，集电结反偏，三极管工作在放大状态； （c ）发射结反偏，集电结正偏，三极管工作在倒置状态； （d ）发射结正偏，集电结正偏，三极管工作在饱和状态； （e ）发射结正偏，集电结反偏，三极管工作在放大状态； （f ）发射结正偏，集电结正偏，三极管工作在饱和状态； （g ）发射结正偏，集电结反偏，三极管工作在放大状态；0.3BE U V =-3BC U V =-0.3BE U V =- 2.7BC U V =3.5BE U V =0.7BC U V =-0.3BE U V =0.2BC U V =0.7BE U V = 1.4BC U V =-0.3BE U V =-0.1BC U V =-0.3BE U V = 1.9BC U V =-（h ），，管子损坏。

2、：如图2-2所示中，各管处于放大状态，判断各管的管脚名称及类型第一步：根据U BE 为0.7V 判断是硅管，U BE 为0.3V 是锗管，同时可知第三脚为集电极。

第二步：如果集电极电位最低表明是PNP 管，如果集电极电位最高表明是NPN 管；如果是PNP 管则最高电位表明是发射极；如果是NPN 管则电位最低电位表明是发射极。

图2-2答：（a ）第一步：，可判断为锗管且X 为集电极；由于为三脚最低，可知该管为PNP 管；第二步：因为判断为PNP 管，则最高电位表明是发射极，即Y 发射极，Z 为基极；或者根据放大状态下发射结必须为正偏可得：Y 发射极，Z 为基极。

晶体管主要内容：双极型晶体管的基本结构；电流分配与放大原理；特性与参数。

重点难点：晶体管的电流分配与放大原理。

(b) 合金型铟球N 型锗BECPP铟球(a) 平面型 常见双极性晶体管的外形图BEP 型硅 N 型硅SiO 2保护膜N 型硅C1. 基本结构双极型晶体管晶体管的结构示意图和表示符号 (a)NPN 型晶体管； (b)PNP 型晶体管CET BI B I E I CE TC B I B I EI C发射区集电结N NP基极 发射极 B (a) 集电极CE发射区集电区 基区 集电结发射结P PN基极 发射极 B (b)集电区 基区 集电极CE发射结基区：最薄， 掺杂浓度最低发射区：掺 杂浓度最高发射结集电结BE C N NP 基极 发射极集电极 结构特点：集电区： 面积最大2. 电流分配和放大原理 (1) 晶体管放大的外部条件 发射结正偏、集电结反偏PNP V B <V E V C <V BNPN V B >V E V C >V B B ECNN P + U CC -R C + U BB -R B 从电位的角度：晶体管电流放大的实验电路设 U CC = 6 V ，改变可变电阻 R B , 则基极电流 I B 、集电极电流 I C 和发射极电流 I E 都发生变化。

(2) 各电极电流关系及电流放大作用 输入回路 输出回路共发射极电路mAμA V V mA I CI B I E R B +U BE-+ U CE-C EB3DG100U BB+ U CC -+-双极型晶体管晶体管电流测量数据I B (mA) I C (mA) I E (mA)0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 <0.001 0.70 1.502.303.103.95<0.001 0.721.542.363.184.05结论: (1) I E = I B + I C 符合基尔霍夫定律(2) I C >> I B ， I C ≈ I E (3) ∆ I C >> ∆ I B把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变化的特性称为晶体管的电流放大作用。

晶体管知识点总结晶体管是一种半导体器件，广泛应用于电子设备中，是现代电子技术的基础。

晶体管的发明和应用，极大地推动了电子技术的发展，使得现代电子设备变得更加小型化、高效、稳定和便携。

下面我们将对晶体管的基本原理、结构、工作原理和应用进行详细介绍。

一、晶体管的基本原理1. 电子运动的基本原理电子是原子的一个组成部分，带有负电荷。

在半导体晶体中，有大量的自由电子，在外加电压的作用下，这些自由电子会受到电场的驱动，从而在晶格中运动。

同时，半导体中还有空穴，即电子从原子轨道中跃迁出去后留下来的空位，空穴带有正电荷，也会在外加电压下发生移动。

2. PN结和二极管的基本原理PN结是由n型半导体和p型半导体组成的结构，它具有正向导通和反向截止的特性。

当PN结处于正向偏置时，n区的自由电子会向p区移动，p区的空穴会向n区移动，导致电子和空穴的复合，形成导电通道，电流得以通过。

而当PN结处于反向偏置时，n区和p区的电荷云层会被电场的作用扩散，形成空间电荷区，此时电流不能通过。

3. 晶体管的基本原理晶体管是由两个PN结构组成的器件，即P型区和N型区交替排列，整体上形成三个电极分别为集电极、发射极和基极。

当在基极和发射极之间加上正向偏置电压时，n区的自由电子会向p区移动，电子和空穴会在P区与N区的交界处结合而产生电流放大的效应。

这样，就实现了晶体管的放大功能，使得电子信号得以放大，并通过集电极输出。

二、晶体管的结构1. 晶体管的主要构成晶体管主要由P型半导体、N型半导体和金属电极组成。

P型半导体富含空穴，电子的迁移率较低；N型半导体富含自由电子，电子的迁移率较高；金属电极则起到了连接内部半导体材料的作用。

2. 晶体管的结构类型晶体管有多种不同的结构类型，包括双极型晶体管、场效应晶体管、异质结晶体管等。

不同结构的晶体管在性能和应用方面都有所不同，需根据具体的应用场景进行选择。

三、晶体管的工作原理1. 晶体管的工作状态晶体管主要有截止状态和放大状态两种工作状态。