第2章-半导体三极管分解PPT课件

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半导体三极管课件PPT

2、温度每升高 1C，UBE将减小 –(2~2.5)mV，即晶体管具有负温度系数。
3、温度每升高 1C，增加 0.5%~1.0%。
1.6 光电器件
1. 6. 1 发光二极管
符号
当在发光二极管（LED）上加正向电压，并有足够大的正向电流时，就能发出可见的光。这是由于电子与空穴复合而释放能量的结果。
例：在UCE= 6 V时，在 Q1 点IB=40A, IC=1.5mA；在 Q2 点IB=60 A, IC=2.3mA。
IC(mA ) 4
3
Q2
2
Q1
1
03 6 9
在 Q1 点，有
100A 80A
IC IB
1.5 0.04
37.5
60A 由 Q1 和Q2点，得
40A 20A IB=0
Δ Δ
IC IB
表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。
1. 电流放大系数
当晶体管接成发射极电路时，
直流电流放大系数
___
IC
注意：
IB
交流电流放大系数
Δ Δ
IC IB
和的含义不同，但在特性曲线近于平行等
距并且ICE0 较小的情况下，两者数值接近。
常用晶体管的值在20 ~ 200之间。
3） IC IB
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。
实质:用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的
变化，是CCCS器件。
3.三极管内部载流子的运动规律
集电结反偏，
C
有少子形成的
反向电流ICBO。
ICBO ICE
N

第二章半导体三极管与分立元件放大电路

IE=IB+IC
IC IB
IE(1)IB
三、三极管的电流放大作用
（1）三极管的电流放大作用就是基极电流IB的微小变化控制了集电极电流IC较大的变化。
（2）三极管放大电流时，被放大的IC是由电源VCC提供的，并不是三极管自身生成的，放大的实质是小信号对大信号的控制作用。
（3）三极管是一种电流控制器件。
UB
Rb 2V CC Rb1 Rb2
若电路满足I1≥（5~10）IB，UB≥（5~10）UBE由上式可知， UB由Rb1、Rb2分压而定，与温度变化基本无关。
如果温度升高使IC增大，则IE增大，发射极电位UE=IERe升高，结果使UBE=UB－UE减小，IB相应减小，从而限制了IC的增大，使IC基本保持不变。上述稳定工作点的过程可表示为
这个值时，放大性能下降或损坏管子。
（2）反向击穿电压（Reverse breakdown voltage） U(BR)CBO ：发射极开路时，集电极－基极之间允许施加的最高反向电压，超过此值，集电结发生反向击穿。 U(BR)EBO ：集电极开路时，发射极－基极之间允许施加的最高反向电压。 U(BR)CEO：基极开路时，集电极与发射极之间所能承受的最高反向电压。为可靠工作，使用时VCC取U(BR)CEO的1/2或2/3。在输出特性曲线中，iB＝0的曲线开始急剧上翘所对应的电压即为U(BR)CEO ，其值比U(BR)CBO小。T↑，U(BR)↓。
图（b）的电路，由于C1的隔断直流作用，VCC不能通过Rb 使管子的发射结正偏即发射结零偏，因此三极管不工作在放大区，无放大作用。
2.2.4 共射基本电路的静态工作点
一般，三极管的UBE可视为已知量，硅管│UBE│取0.7V，锗管│UBE│取0.2V，VCC>>UBE。

半导体三极管PPT课件

2、输出特性曲线
（4）关于输出特性曲线的结论：
偏置条件
（NPN）
①三极管各工作状态下，三个电极的电位关系
截止状态发射结反偏集电结反偏
VB≤VE
放大状态
发射结正偏集电结反偏 VC＞VB＞VE
饱和状态
发射结正偏集电结正偏 VB＞VE，VB＞Vc
（PVE
VB＜VE，VB＜VC
NO.1 三极管的特性曲线
2、输出特性曲线
（2）输出特性曲线测试电路： ①测试步骤：每一个IB对应一条IC-VCE曲线，通过调节RP1可以得到很多个IB 的值，相应地得到很多条IC-VCE曲线。所以，三极管的输出特性曲线是一族曲线。
NO.1 三极管的特性曲线
2、输出特性曲线
（3）输出特性曲线测试结果： ①截止区。（非线性区）偏置条件：发射结反偏或零偏，集电结反偏。特点：三极管处于截止状态。IB=0，IC=ICEO≠0， ICEO为穿透电流。截止区越小，管子性能越好
NO.1 三极管的特性曲线
2、输出特性曲线
（2）输出特性曲线测试电路： ①测试步骤：
比如：滑动RP1,使IB 固定为0 ，再调节RP2让VCE从0开始增加，记下相应的IC值。得到IB =0A这一条输出特性曲线。
再比如：滑动RP1,使IB固定为40uA，再调节RP2让VCE从0开始增加，记下相应的IC值。得到IB =40uA这一条输出特性曲线。
NO.1 三极管的特性曲线
1、输入特性曲线
（2）输入特性曲线测试电路： ①测试步骤：
比如：滑动RP2,使VCE固定为1V，再调节RP1让VBE从0开始增加，记下相应的IB值，得到VCE=1V这一条输入特性曲线。
再比如：滑动RP2,使VCE固定为3V，再调节RP1让VBE从0开始增加，记下相应的IB值，得到VCE=3V这一条输入特性曲线。

三极管及其放大电路 ppt课件

② 基区：很薄（通常为几微米～几十微米），低
掺杂浓度；(薄牛肉)
c
③ 集电区：掺杂浓度要比发射区低；
面积比发射区大；
N
b
P
N
e
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7
第2章半导体三极管及其基本放大电路
2.1.2 BJT的电流放大作用
1.三极管的偏置为实现放大，必须满足三极管的内部结构和外部条件两方面的要求。
c
N
输出特性曲线可以划分为三个区域：饱和区——iC受vCE控制的区域，该区域内vCE的数值较小。此时Je正偏，Jc正偏
iC /mA
pp2t课5件℃
=80μA =60μA =40μA
=20μA
vCE /2V0
第2章半导体三极管及其基本放大电路
饱和区——iC受vCE显著控制的区域，该区域内vCE的数值较小。此时Je正偏，Jc正偏。
2.极限参数（1）集电极最大允许电流ICM 指BJT的参数变化不超过允许值时集电极允许的最大电流。
ppt课件
27
第2章半导体三极管及其基本放大电路
（1）集电极最大允许电流ICM
指BJT的参数变化不超过允许值时集电极允许的最大电流。
（2）集电极最大允许功率损耗PCM
表示集电极上
过流区
允许损耗功率
Ii
Io
+
+
Rs Vi
放大电路 Ri (放大器)
Vo
RL
-
-
Ri
Ri决定了放大电路从信号源吸取信号幅值的大
小，即它决定了放大电路对信号源的要求。
Ri越大，Ii就越小，放大电路从信号源索取的电流越
小。放大电路所得到的输入电压Vi越接近信号源电压Vs。

半导体器件半导体三极管幻灯片PPT

和
iC随uCE变化很大？
区
为什么进入放大
放大区
状态，iC曲线几乎是横轴的平行线？
截止区
3、晶体管的三个工作区域
状态截止放大
发射结
＜UBE(th) ≥ UBE(th)
集电结反偏反偏
饱和
≥ UBE(th)
正偏
IC 0(ICEO)
βiB
＜βiB
硅:UCES ≈0.3V 锗: UCES ≈0.1V
例：测得工作在放大电路中几个晶体管三个电极的电位U1、U2、U3分别为： 1〕U1=3.5V、U2=2.8V、 U3=12V 2〕U1=6V、 U2=11.8V、 U3=12V 判断它们是NPN型还是PNP型？是硅管还是锗管？并确定e、b、c。
NP 放 N大 V CV ： BV E PN 放 P:大 V CV BV E
穿透电流
ICIB(1） ICBO ICEO (1） ICBO
3、极限参数：ICM、PCM、U
〔BR〕CEO
最大集电极耗散
功率PCM=iCuCE
最大集电极电流
平安工作区
c-e间击穿电压
五、温度对三极管的影响
T(℃ ) ICE O
uB不 E 变 iB，时iB 即不变 uB E 时
六、电路模型 1、大信号模型
半导体器件半导体三极管幻灯片PPT
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一、三极管的构造和符号 c
b
集电极c
NPN e 基极b c

第2章半导体三极管及其放大电路分解

半导体三极管及其放大电路
c
集电区
基区
N
b
P
发射区
N
e NPN型
集电结发射结
集电区基区 b
发射区
(a)
c
P N P e PNP型
集电结发射结
c b
V
半导体三极管及其放大电路
c
b V
e NPN型
e PNP型
(b)
图2.1 （a）结构示意图;（b）电路符号
半导体三极管及其放大电路
无论是NPN型管还是PNP型管,它们内部均含有三个区:发射区、基区、集电区。从三个区各引出一个金属电极分别称为发射极（e）、基极（b）和集电极（c）;同时在三个区的两个交界处形成两个PN结,发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,集电区与基区之间形成的PN结称为集电结。三极管的电路符号如图2.1 （b）所示,符号中的箭头方向表示发射结正向偏置时的电流方向。
IB
O
UBE2 UBE1
uBE
(a)
半导体三极管及其放大电路
iC
200 A
IC ′
150 A
IC
100 A
50 A
0
O
uCE
(b)
图2.9
（a）温度对输入特性的影响;（b）温度对输出特性的影响
半导体三极管及其放大电路
2）温度对ICBO 三极管输出特性曲线随温度升高将向上移动。 3）温度对β 温度升高,输出特性各条曲线之间的间隔增大。
I I I I I I ,
C
CN
CBO B
BN
CBO
I I (1 )
C
CBO
当ICBO可以忽略时，上式可简化为

2半导体三极管37页PPT

1、输入特性曲线 IBf(UBE )UCE 常数
特点:非线性
IB(A) 80 60 40
20 O 0.4
UCE1V
正常工作时发射结电压： NPN型硅管
UBE 0.6~0.7V PNP型锗管
UBE 0.2 ~ 0.3V
0.8 UBE(V)
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第2章半导体三极管
IE = IB + IC
0.10 3.95 4.05
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。
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第2章半导体三极管
二、晶体三极管的特性曲线
即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，是分析放大电路的依据。
少子运动形成反
向电流ICBO。
C IC
ICBO
N
IBB
P
RB
EB
进入P 区的电子少部分与基区的空穴
复合，形成电流IB ，
多数扩散到集电结。
N E IE
从基区扩散来的电子进入集电区和集电区多子的运动一
块形成ICE。
EC
发射结正偏，发射区多子电子大量的向基区运动，并
形成发射极电流IE。
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C B
注意：和的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且
ICE0 较小的情况下，两者数值接近。
常用晶体管的值在20 ~ 200之间。
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第2章半导体三极管
（2）.共基极电流放大系数
以三极管的基极作为输入回路和输出回路的公共端,称为共

半导体三极管23页PPT

谢谢！
23
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
ห้องสมุดไป่ตู้
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
半导体三极管
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴理荒秽，带月荷锄归。道狭草木长，夕露沾我衣。衣沾不足惜，但使愿无违。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
▪

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⑴ 晶体管内部载流子的运动
ICBO
iCn iC N
ICBO
iC
iB iB
Rb ’
P
VCC
iB
iCn
Rb
iB
VCC
N
’iE
VB iEp
iE iEn
(a) 载流子运动情况
VBB
iE
(b)各极电流分配情况
晶体管中的电流
发射区向基区注入电子的过程
电子在基区中的扩散过程
电子被集电极收集的过程
⑵ 晶体管的电流分配关系
PNP型
c集电极
c
P 集电区集电结
b基极
N基区
b
P
发射结
发射区
e
e发射极 (a) PNP型
1. 晶体管的结构和类型
NPN型
c集电极
c
N 集电区集电结
b
b基极
P基区
N
发射结Байду номын сангаас
发射区
e
e发射极 (b) NPN型
1. 晶体管的结构和类型
三极管在结构上的两个特点： (1)掺杂浓度：发射区>>集电区>>基区； (2)基区必须很薄。
uCE = 0V -6V
0.12
0.08
0.04
0
0.1 0.2 0.3
3AX1的输入特性
电压极性、电流方向与NPN型管不同。 PNP管的参考方向
c
b iB +
iC + uCE
uBE 0.4 -uBE(V) _
iE
_
e
PNP型晶体管的电压电流参
考方向
⑵ 共射输出特性
i = f (u ) |
iB为固定
+
mA
μA + uCE
VBB
Rb
uBE V
V
RW2
VCC
RW1
--
测量NPN管共射特性曲线的电路图
⑴ 共射输入特性
uCE为一固定值时，iB和uBE之间的关系曲线称为共射输入特性，即
iB = f (uBE ) uCE
iB(mA)
0.08
20℃
0.06
1V 5V
0.04
uCE = 0V
0.02 0
号
晶体管共射电路
iE e c iC
负
VEE
VCC 载
b
晶体管共基电路
⑷ 关于PNP型晶体管
PNP管与NPN管之间的差别：
(1)电压极性不同。
(2)电流方向不同。
c
iC
b iB
VBB
iE
c
iC b
VCC VBB iB
iE
VCC
(a) NePN型
e
(b) PNP型
NPN型和PNP型晶体管电路的差别
3. 晶体管的特性曲线
ICBO
⑵ 晶体管的电流分配关系
iC = b iB + (1 + b )ICBO 令： ICEO = (1 + b )ICBO
iC = b iB + ICEO
iE = iC + iB = (1 + b )iB + ICEO
b = iC - ICEO
iB
⑵ 晶体管的电流分配关系
电流iC由两部分组成：一部分是ICEO，它是iB=0时流经集电极与
2. 晶体管的电流分配关系和放大作用
内部条件
外部条件
发射结正偏，集电结反偏(放大）。
电路接法：共基接法。
iE N
P
N iC
e Re
c
b
VEE
iB VCC
Rc
2. 晶体管的电流分配关系和放大作用
共射接法。
iC
c
－
iB
uBC +
Rb
b+ uBE
N+
P uCE N
VBB
－
iE －
e
Rc VCC
Ch 2 半导体三极管
2.1 晶体管(双极型三极管）有NPN和PNP两种结构类型。核心部分
都是两个PN结。
3AX31
3DG6
3AD6 (a)外形示意图
1 晶体管的结构和类型
be SiO2绝缘层 P
c 铟球
N P N+
c (b) NPN硅管结构图
b N
铟球
N型锗 e
(c) PNP锗管结构图
1. 晶体管的结构和类型
值时，
iC和uC
之间
E
的关系曲
线
称为共射输出特性，即
8 6
iC(mA)
0.18mA
20℃
C
iC(mA)
50
1.0mA
CE
20℃
0.16mA 0.14mA 放 0.12mA
饱和区 40
0.8mA
放 0.6mA
0.10mA
iB
饱和区 4
2
0 2
30 0.08mA
大 0.06mA 0.04mA
20
区
0.02mA 10 iB =截0止区
0.2 0.4 0.6 0u.8BE(V)
3DG4的输入特性
输入特性有以下几个特点：
当uCE=0时，输入特性曲线与二极管的正向伏安特性曲线形状类似。
c
iB
μA
b
RW1
+
uBE V
-
VBB
e
uCE =0时的晶体管
⑴ 共射输入特性
uCE增加，特性曲线右移。
uCE的大小影响基区内集电结边界电子的分布。
iC ICBO
iE = i B +iC
iB
iCn
VCC
Rb
iB
’iE
iC = iCn + ICBO iB = i'B -ICBO
VBB
iE
(b)各极电流分配情况
令
b
=
iCn
i
, B
i= ,
Cn b i B
i =i + = + = + + C
Cn
i i I I ,
b CBO
B
CBO b B b ICBO
uCE≥1V以后，特性曲线几乎重合。
u很CE低≥1。V以后，基区中集电结边界处的电子浓度
与二极管的伏安特性相似
uBE<Ur 时，iB =0； Ur =0.5V (Si) Ur =0.1V (Ge)
正常工作时
uBE=0.7V (Si) uBE= 0.2V (Ge)
⑴ 共射输入特性
iB(mA)
0.16
6 8 10 12 -uCE(V)0
大 0.4mA
区 0. 2mA
iB= 0
5 10 15 20 25 30 35 uCE(V)
(a)3AX1的输出特性
(b)3DG4的输出特性
晶体管的输出特性
⑵ 共射输出特性
8 6
iC(mA)
0.18mA
20℃
50 iC(mA) 1.0mA
20℃
0.16mA 0.14mA 放 0.12mA
晶体管特性曲线是表示晶体管各极间电压和电流之间的关系曲线。
c iC+iB=iE uCE =uBE－uBC
b
uBC iB
+ +
iC +
uCE
通常是以发射极为公共端，
画量出的关iC、系i曲B，线u，CE和称u为BE共四射个
-
极特性曲线。
uBE - iE
e NPN型晶体管的电压和电流参考方向
iC iB
发射极的电流，称为穿透电流。
▪iB另控一制部的分部是分b。iB，它表示iC中受基极电流
系越数大，b 代控表制i作B对用iC越的强控。制作用的大小，b
⑶ 晶体管的放大作用
晶体管放大作用的本质： iB对iC或iE对iC的控制作用。
为什么能实现放大呢？
iC
输
输入
iB
负入载信
信号
VBB VCC
饱和区 40
0.8mA
放 0.6mA
0.10mA
饱和区 4
2
0 2
30 0.08mA
大 0.06mA 0.04mA
20
区
0.02mA 10 iB =截0止区
6 8 10 12 -uCE(V)0
大 0.4mA
区 0. 2mA
iB= 0
5 10 15 20 25 30 35 uCE(V)