半导体三极管
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半导体三极管综合知识5.1 半导体三极管英文缩写:Q/T5.2 半导体三极管在电路中常用“Q”加数字表示,如:Q17表示编号为17的三极管。
5.3半导体三极管特点:半导体三极管(简称晶体管)是内部含有2个PN结,并且具有放大能力的特殊器件。
它分NPN型和PNP型两种类型,这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补,所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用。
NPN型,锗管多为PNP型。
`E(集电极集电极)B(基极)NPN型三极管 PNP型三极管5.4 半导体三极管放大的条件:要实现放大作用,必须给三极管加合适的电压,即管子发射结必须具备正向偏压,而集电极必须反向偏压,这也是三极管的放大必须具备的外部条件。
5.5 半导体三极管的主要参数a; 电流放大系数:对于三极管的电流分配规律Ie=Ib+Ic,由于基极电流Ib的变化,使集电极电流Ic发生更大的变化,即基极电流Ib的微小变化控制了集电极电流较大,这就是三极管的电流放大原理。
即β=ΔIc/ΔIb。
b;极间反向电流,集电极与基极的反向饱和电流。
c;极限参数:反向击穿电压,集电极最大允许电流、集电极最大允许功率损耗。
5.6半导体三极管具有三种工作状态,放大、饱和、截止,在模拟电路中一般使用放大作用。
饱和和截止状态一般合用在数字电路中。
a;半导体三极管的三种基本的放大电路。
b;三极管三种放大电路的区别及判断可以从放大电路中通过交流信号的传输路径来判断,没有交流信号通过的极,就叫此极为公共极。
注:交流信号从基极输入,集电极输出,那发射极就叫公共极。
交流信号从基极输入,发射极输出,那集电极就叫公共极。
交流信号从发射极输入,集电极输出,那基极就叫公共极。
5.7 用万用表判断半导体三极管的极性和类型(用指针式万用表).a;先选量程:R﹡100或R﹡1K档位.b;判别半导体三极管基极:用万用表黑表笔固定三极管的某一个电极,红表笔分别接半导体三极管另外两各电极,观察指针偏转,若两次的测量阻值都大或是都小,则改脚所接就是基极(两次阻值都小的为NPN型管,两次阻值都大的为PNP型管),若两次测量阻值一大一小,则用黑笔重新固定半导体三极管一个引脚极继续测量,直到找到基极。
3.1 半导体三极管(BJT )3.1.1 BJT 的结构简介:半导体三极管有两种类型:NPN 型和PNP 型。
结构特点:发射区的掺杂浓度最高;集电区掺杂浓度低于发射区,且面积大;基区很薄,一般在几个微米至几十个微米,且掺杂浓度最低。
3.1.2 BJT 的电流分配与放大原理三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下,通过载流子传输体现出来的。
外部条件:发射结正偏,集电结反偏。
1. 内部载流子的传输过程发射区:发射载流子;集电区:收集载流子;基区:传送和控制载流子(以NPN 为例)。
以上看出,三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电,故称为双极型三极管,或BJT (Bipolar Junction Transistor)。
2. 电流分配关系3. 三极管的三种组态 共发射极接法:发射极作为公共电极,用CE 表示。
共基极接法:基极作为公共电极,用CB 表示。
共集电极接法:集电极作为公共电极,用CC 表示。
载流子的传输过程ααββ-=⨯=1B C i i EB i i ⨯-=)1(αEC i i ⨯=α4. 放大作用综上所述,三极管的放大作用,主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输,然后到达集电极而实现的。
实现这一传输过程的两个条件是:(1)内部条件:发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度,且基区很薄。
(2)外部条件:发射结正向偏置,集电结反向偏置。
3.1.3 BJT 的特性曲线1. 输入特性曲线const V BE B CE V f i ==|)(。
(1) 当V V CE0=时,相当于发射结的正向伏安特性曲线。
(2) 当V V CE 1≥时,V V V V BE CE CB 0>-=,集电结已进入反偏状态,开始收集电子,基区复合减少,同样的V BE 下,I B 减小,特性曲线右移。
(3) 输入特性曲线的三个部分:死区;非线性区;线性区。
2. 输出特性曲线放大区:v CE = 0V v CE ≥ 1VBJT 的三种组态consti CE C B V f i ==|)(i C平行于v CE轴的区域,曲线基本平行等距。
第5章 三极管及基本放大电路半导体三极管是一种最重要的半导体器件。
它的放大作用和开关作用促使电子技术飞跃发展。
场效应管是一种较新型的半导体器件,现在已被广泛应用于放大电路和数字电路中。
本章介绍半导体三极管、绝缘栅型场效应管以及由它们组成的基本放大电路。
5.1 半导体三极管半导体三极管简称为晶体管。
它由两个PN 结组成。
由于内部结构的特点,使三极管表现出电流放大作用和开关作用,这就促使电子技术有了质的飞跃。
本节围绕三极管的电流放大作用这个核心问题来讨论它的基本结构、工作原理、特性曲线及主要参数。
5.1.1 三极管的基本结构和类型三极管的种类很多,按功率大小可分为大功率管和小功率管;按电路中的工作频率可分为高频管和低频管;按半导体材料不同可分为硅管和锗管;按结构不同可分为NPN 管和PNP 管。
无论是NPN 型还是PNP 型都分为三个区,分别称为发射区、基区和集电区,由三个区各引出一个电极,分别称为发射极(E )、基极(B )和集电极(C ),发射区和基区之间的PN 结称为发射结,集电区和基区之间的PN 结称为集电结。
其结构和符号见图5-1,其中发射极箭头所示方向表示发射极电流的流向。
在电路中,晶体管用字符T 表示。
具有电流放大作用的三极管,在内部结构上具有其特殊性,这就是:其一是发射区掺杂浓度大于集电区掺杂浓度,集电区掺杂浓度远大于基区掺杂浓度;其二是基区很薄,一般只有几微米。
这些结构上的特点是三极管具有电流放大作用的内在依据。
(a ) (b)图5-1 两类三极管的结构示意图及符号基极BT C EBT C EB基极B发射极E发射极E集电极C集电极C N 集电区P 基区 N 发射区P集电区 N 基区 P 发射区5.1.2 三极管的电流分配关系和放大作用现以NPN 管为例来说明晶体管各极间电流分配关系及其电流放大作用,上面介绍了三极管具有电流放大用的内部条件。
为实现晶体三极管的电流放大作用还必须具有一定的外部条件,这就是要给三极管的发射结加上正向电压,集电结加上反向电压。
场效应型半导体三极管仅由一种载流子参与导电,是一种VCCS器件。
载流子参与导电是种器件半导体三极管是具有电流放大功能的元件频率:功率:材料:类型:1.2.1 三极管的结构及工作原理1.2.2 三极管的基本特性极管的基本特性1.2.3 三极管的主要参数及电路模型123三极管的主要参数及电路模型侧称为发射区,电极称为一侧称为发射区,电极称为e-b间的PN结称为发射结(Je)c-b间的PN结称为集电结(Jc)中间部分称为基区,连上电极称为基极,用B或b表示(Base);示向。
集电结反偏集电结反偏,有平衡少子的漂移运动形成的反向电流。
CBO基区空穴向发射区的扩散可忽略扩散可忽略。
进入P 区的电进入P子少部分与基区的空穴复合,形成电流IBN数扩散到集电结。
3、三极管的电流分配关系I B定义:发射极直流电流放大倍数βICCEO忽略如输入电压变化,则会导致在流在定义:流放大倍数流放大倍数:的态信号时的(1)三极管放大电路的02.03 三极管的三种组态0203三极管的三种组态后达到集电极的电子电流的比值。
所以三极管的基本特性由基本特性曲线刻画,即各电极电压与电流的关系曲线,是其内部载流子运动的外部表现为什么要研究特性曲线:好的电路1. 输入特性曲线①死区②非线性区③线性区可以用解释即u CE 对i 的影响,可以用三极管的内部反馈作用解释,即:结和发射结的两个性曲线。
(反偏状态,可以将发射区注入基区的绝大多数非平衡少子收集到集电区,且基区复合减少,明显增大,特性曲线将向右稍微移动一些。
输出特性曲线=0V时,因集电极无收集作用,i C=0。
当uCEu稍增大时,发射结虽处于正向电压之下,但集电当稍增大时发射结虽处于正向电压之下但集电增加到使集电结反偏电压较大时如u增加到使集电结反偏电压较大时,如CEu CE ≥1V≥0.7Vu07BE运动到集电结的电子基本上都可以被集电再增区收集,此后uCE电流没有明加,电流也没有明显的增加,特性曲线进轴基本平行的入与uCE区域(这与输入特性曲增大而右移的共发射极接法输出特性曲线线随uCE饱和区的下方此时发射结反偏集电结反偏的下方。
三极管的主要参数包括直流参数交流参数极限参数摘要:一、三极管简介二、三极管的主要参数1.直流参数2.交流参数3.极限参数三、参数对三极管性能的影响四、总结正文:一、三极管简介三极管,全称为半导体三极管,是一种常用的半导体器件,具有放大和开关等功能。
它由三个区域组成:n型区(发射极)、p型区(基极)和n型区(集电极)。
通过调整基极电流,可以控制集电极电流,从而实现信号的放大和开关。
二、三极管的主要参数1.直流参数直流参数主要包括静态工作点、静态电流和最大耗散功率。
静态工作点是指三极管在直流偏置下的工作状态,它决定了三极管的放大性能和稳定性。
静态电流是三极管在静态工作点下的基极电流,它影响了三极管的电流放大系数。
最大耗散功率是指三极管在最大工作电流下所能承受的热功率,它限制了器件的输出功率。
2.交流参数交流参数主要包括交流放大倍数、交流输入阻抗和交流输出阻抗。
交流放大倍数是指三极管在交流信号下的电流放大能力,它决定了三极管的信号放大性能。
交流输入阻抗是指三极管在交流信号下的输入阻抗,它影响了信号的传输效果。
交流输出阻抗是指三极管在交流信号下的输出阻抗,它影响了负载的驱动能力。
3.极限参数极限参数主要包括最大额定电压、最大额定电流和最小工作温度。
最大额定电压是指三极管能承受的最大电压,超过该电压可能导致器件损坏。
最大额定电流是指三极管能承受的最大电流,超过该电流可能导致器件过载。
最小工作温度是指三极管能正常工作的最低温度,低于该温度可能导致器件性能下降。
三、参数对三极管性能的影响直流参数、交流参数和极限参数共同决定了三极管的性能。
静态工作点的选择影响了三极管的放大性能和稳定性;静态电流的大小影响了三极管的电流放大系数;最大耗散功率决定了器件的输出功率;交流放大倍数、交流输入阻抗和交流输出阻抗影响了三极管的信号放大性能和驱动能力;最大额定电压、最大额定电流和最小工作温度则决定了器件的可靠性和稳定性。
四、总结三极管的主要参数包括直流参数、交流参数和极限参数。
半导体三极管
称来源和它们在三极管操作时的功能有关。
图中也显示出 npn
与pnp三极管的电路符号,发射极特别被标出,箭号所指的极为
n型半导体,和二极体的符号一致。
在没接外加偏压时,两个
pn接面都会形成耗尽区,将中性的p型区和n型区隔开。
pnp和npn三极管的结构及其示意图
三极管的电特性和两个pn接面的偏压有关,工作区间也依
偏压方式来分类,这里我们先讨论最常用的所谓”正向活性区”(forward active),在此区EB极间的pn接面维持在正向偏压,而BC极间的pn接面则在反向偏压,通常用作放大器的三极管都以此方式偏压。
图2(a)为一pnp三极管在此偏压区的示意图。
EB接面的空乏区由于正向偏压会变窄,载体看到的位障变小,
射极的空穴会注入到基极,基极的电子也会注入到射极;而BC
接面的耗尽区则会变
宽,载体看到的位障变大,故本身是不导通的。
图2(b)画的是没外加偏压,和偏压在正向活性区两种情形下,空穴和电子的电位能的分布图。
三极管和两个反向相接的pn二极管有什么差别呢?其间最大的不同部分就在于三极管的两个接面相当接近。
以上述之偏压在正向活性区之pnp三极管为例,射极的空穴注入
基极的n型中性区,马上被多数载体电子包围遮蔽,然后朝集电极方向扩散,同时也被电子复合。
当没有被复合的空穴到达BC
接面的耗尽区时,会被此区内的电场加速扫入集电极,空穴在集电极中为多数载体,很快藉由漂移电流到达连结外部的欧姆接点,形成集电极电流IC。
IC的大小和BC间反向偏压的大小关系不大。
基极外部仅需提供与注入空穴复合部分的电子流IBrec,与
由基极注入射极的电子流InBE(这部分是三极管作用不需要的
部分)。
InB E在射极与与电洞复合,即InB E=IErec。
pnp三
极管在正向活性区时主要的电流种类可以清楚地在图3(a)中看出。