半导体三极管基础知识

三极管基础知识及测量方法三极管基础知识及测量方法一、晶体管基础双极结型三极管相当于两个背靠背的二极管PN 结。

正向偏置的 EB 结有空穴从发射极注入基区，其中大部分空穴能够到达集电结的边界，并在反向偏置的 CB 结势垒电场的作用下到达集电区，形成集电极电流 IC 。

在共发射极晶体管电路中 ,发射结在基极电路中正向偏置 , 其电压降很小。

绝大部分的集电极和发射极之间的外加偏压都加在反向偏置的集电结上。

由于 VBE 很小，所以基极电流约为IB= 5V/50 k Ω = 0.1mA 。

如果晶体管的共发射极电流放大系数β = IC / IB =100, 集电极电流 IC=β*IB=10mA。

在500Ω的集电极负载电阻上有电压降VRC=10mA*500Ω=5V，而晶体管集电极和发射极之间的压降为VCE=5V，如果在基极偏置电路中叠加一个交变的小电流ib，在集电极电路中将出现一个相应的交变电流ic，有c/ib=β，实现了双极晶体管的电流放大作用。

金属氧化物半导体场效应三极管的基本工作原理是靠半导体表面的电场效应，在半导体中感生出导电沟道来进行工作的。

当栅 G 电压 VG 增大时，p 型半导体表面的多数载流子棗空穴逐渐减少、耗尽，而电子逐渐积累到反型。

当表面达到反型时，电子积累层将在 n+ 源区 S 和 n+ 漏区 D 之间形成导电沟道。

当VDS ≠ 0 时，源漏电极之间有较大的电流 IDS 流过。

使半导体表面达到强反型时所需加的栅源电压称为阈值电压 VT 。

当 VGS>VT 并取不同数值时，反型层的导电能力将改变，在相同的 VDS 下也将产生不同的 IDS , 实现栅源电压VGS 对源漏电流 IDS 的控制。

二、晶体管的命名方法晶体管：最常用的有三极管和二极管两种。

三极管以符号BG（旧）或（T）表示，二极管以D表示。

按制作材料分，晶体管可分为锗管和硅管两种。

按极性分，三极管有PNP和NPN两种，而二极管有P型和N型之分。

半导体三极管及放大电路基础知识讲解第一节学习要求第二节半导体三极管第三节共射极放大电路第四节图解分析法第五节小信号模型分析法第六节放大电路的工作点稳固问题第七节共集电极电路第八节放大电路的频率响应概述第九节本章小结第一节学习要求〔1〕把握差不多放大电路的两种差不多分析方法--图解法与微变等效电路法。

会用图解法分析电路参数对电路静态工作点的阻碍和分析波形失真等；会用微变等效电路法估算电压增益、电路输入、输出阻抗等动态指标。

〔2〕熟悉差不多放大电路的三种组态及特点；把握工作点稳固电路的工作原理。

〔3〕把握频率响应的概念。

了解共发射极电路频率特性的分析方法和上、下限截止频率的概念。

第二节半导体三极管〔BJT〕BJT是通过一定的工艺，将两个PN结结合在一起的器件，由于PN结之间的相互阻碍，使BJT表现出不同于单个 PN结的特性而具有电流放大，从而使PN结的应用发生了质的飞跃。

本节将围绕BJT什么缘故具有电流放大作用那个核心问题，讨论BJT的结构、内部载流子的运动过程以及它的特性曲线和参数。

一、BJT的结构简介BJT又常称为晶体管，它的种类专门多。

按照频率分，有高频管、低频管；按照功率分，有小、中、大功率管；按照半导体材料分，有硅管、锗管；依照结构不同，又可分成NPN型和PNP型等等。

但从它们的外形来看，BJT 都有三个电极，如图3.1所示。

图3.1是NPN型BJT的示意图。

它是由两个 PN结的三层半导体制成的。

中间是一块专门薄的P型半导体(几微米~几十微米)，两边各为一块N型半导体。

从三块半导体上各自接出的一根引线确实是BJT的三个电极，它们分别叫做发射极e、基极b和集电极c，对应的每块半导体称为发射区、基区和集电区。

尽管发射区和集电区差不多上N型半导体，然而发射区比集电区掺的杂质多。

在几何尺寸上，集电区的面积比发射区的大，这从图3.1也可看到，因此它们并不是对称的。

二、BJT的电流分配与放大作用1、BJT内部载流子的传输过程BJT工作于放大状态的差不多条件：发射结正偏、集电结反偏。

三极管手册介绍
三极管，也称为晶体三极管，是一种常用的电子器件，被广泛应用于电子电路中。

它由三个区域相互夹杂的半导体材料构成，通常被标记为E（发射极）、B（基极）和C（集电极）。

三极管是一种双极型晶体管，其主要特点是能够控制电流放大倍数。

通过控制基极电流，可以控制集电极电流的放大倍数。

因此，三极管广泛用于放大、开关、电子开关、振荡器等电路中。

三极管手册是一本关于三极管的详细介绍和应用指南。

该手册通常包括以下内容：
1. 三极管的基础知识：介绍三极管的结构、工作原理和基本参数。

包括器件标记和引脚配置，以及不同类型的三极管（如NPN型和PNP型）。

2. 三极管的电路应用：包括放大电路、开关电路、电源电路、振荡电路和稳压电路等。

每个电路应用都会介绍其原理、设计方法、常用电路图和计算公式。

3. 三极管的参数与曲线特性：包括直流参数（如最大集电流、最大功耗、最大电压等）和交流参数（如频率响应、增益、噪声系数等）。

手册中通常会给出参数的定义、测量方法和典型数值。

4. 三极管的选型与应用：介绍如何根据特定的应用需求选择合
适的三极管。

包括选择参数的考虑因素、常用的选型指南和技术手段。

5. 三极管的常见故障排除：介绍三极管常见的故障原因及排除方法。

包括电压过高、电流过大、温度过高等故障的检测和解决方法。

综上所述，三极管手册是一本提供关于三极管结构、工作原理、电路应用、参数与曲线特性、选型与应用和故障排除等方面知识的参考指南，旨在帮助工程师和电子爱好者更好地理解和应用三极管。

第一章半导体基础知识〖本章主要内容〗本章重点讲述半导体器件的结构原理、外特性、主要参数及其物理意义，工作状态或工作区的分析。

首先介绍构成PN结的半导体材料、PN结的形成及其特点。

其后介绍二极管、稳压管的伏安特性、电路模型和主要参数以及应用举例。

然后介绍两种三极管（BJT和FET）的结构原理、伏安特性、主要参数以及工作区的判断分析方法。

〖本章学时分配〗本章分为4讲，每讲2学时。

第一讲常用半导体器件一、主要内容1、半导体及其导电性能根据物体的导电能力的不同，电工材料可分为三类：导体、半导体和绝缘体。

半导体可以定义为导电性能介于导体和绝缘体之间的电工材料，半导体的电阻率为10-3～10-9Ω∙cm。

典型的半导体有硅Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。

半导体的导电能力在不同的条件下有很大的差别：当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化；往纯净的半导体中掺入某些特定的杂质元素时，会使它的导电能力具有可控性；这些特殊的性质决定了半导体可以制成各种器件。

2、本征半导体的结构及其导电性能本征半导体是纯净的、没有结构缺陷的半导体单晶。

制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为“九个9”，它在物理结构上为共价键、呈单晶体形态。

在热力学温度零度和没有外界激发时,本征半导体不导电。

3、半导体的本征激发与复合现象当导体处于热力学温度0K时，导体中没有自由电子。

当温度升高或受到光的照射时，价电子能量增高，有的价电子可以挣脱原子核的束缚而参与导电，成为自由电子。

这一现象称为本征激发（也称热激发）。

因热激发而出现的自由电子和空穴是同时成对出现的，称为电子空穴对。

游离的部分自由电子也可能回到空穴中去，称为复合。

在一定温度下本征激发和复合会达到动态平衡，此时，载流子浓度一定，且自由电子数和空穴数相等。

4、半导体的导电机理自由电子的定向运动形成了电子电流，空穴的定向运动也可形成空穴电流，因此，在半导体中有自由电子和空穴两种承载电流的粒子（即载流子），这是半导体的特殊性质。

三极管基本知识及电子电路图详解
"晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件" 在电子元件家族中，三极管属于半导体主动元件中的分立元件。

广义上，三极管有多种，常见如下图所示。

狭义上，三极管指双极型三极管，是最基础最通用的三极管。

本文所述的是狭义三极管，它有很多别称:
三极管的发明
晶体三极管出现之前是真空电子三极管在电子电路中以放大、开关功能控制电流。

真空电子管存在笨重、耗能、反应慢等缺点。

二战时，军事上急切需要一种稳定可靠、快速灵敏的电信号放大元件，研究成果在二战结束后获得。

早期，由于锗晶体较易获得，主要研制应用的是锗晶体三极管。

硅晶体出现后，由于硅管生产工艺很高效，锗管逐渐被淘汰。

经半个世纪的发展，三极管种类繁多，形貌各异。

小功率三极管一般为塑料包封；
大功率三极管一般为金属铁壳包封。

三极管核心结构
核心是“PN”结
是两个背对背的PN结
可以是NPN组合，也或以是PNP组合
由于硅NPN型是当下三极管的主流，以下内容主要以硅NPN型三极管为例！
NPN型三极管结构示意图
硅NPN型三极管的制造流程
管芯结构切面图。

三极管基础知识三极管是一种半导体器件，也是电子电路中最常用的元件之一。

它由三个掺杂不同材料的半导体层构成，分别为发射极、基极和集电极。

三极管的主要作用是放大电流和控制电流，因此被广泛应用于放大器、开关电路、振荡器等电子电路中。

三极管的结构三极管的结构可以分为PNP型和NPN型两种。

PNP型三极管的结构是以P型半导体为基底，两个N型半导体夹在中间，形成一个NPN结构。

NPN型三极管的结构则是以N型半导体为基底，两个P型半导体夹在中间，形成一个PNP结构。

在三极管中，发射极和集电极之间的区域被称为“空间电荷区”，而基极则是控制电流的关键部分。

三极管的工作原理三极管的工作原理可以用PNP型三极管为例来说明。

当PNP型三极管的发射极接通正电压，基极接通负电压时，发射极和基极之间的空间电荷区会变窄，电子就可以从发射极流向基极。

当基极电压变化时，空间电荷区的宽度也会发生变化，从而控制电子的流动。

当基极电压足够大时，空间电荷区会变得非常窄，电子就可以从基极流向集电极，从而放大电流。

三极管的放大作用三极管的放大作用是通过控制基极电流来实现的。

当基极电流变化时，空间电荷区的宽度也会发生变化，从而控制电子的流动。

当基极电压足够大时，空间电荷区会变得非常窄，电子就可以从基极流向集电极，从而放大电流。

因此，三极管可以将微弱的信号放大成较大的信号，从而实现放大作用。

三极管的开关作用三极管的开关作用是通过控制基极电流来实现的。

当基极电流为零时，三极管处于关闭状态，集电极和发射极之间的电阻非常大，电流无法通过。

当基极电流足够大时，三极管处于开启状态，集电极和发射极之间的电阻非常小，电流可以通过。

因此，三极管可以用作开关电路，实现电路的开关控制。

三极管的振荡作用三极管的振荡作用是通过控制基极电流来实现的。

当基极电流变化时，空间电荷区的宽度也会发生变化，从而控制电子的流动。

当基极电压足够大时，空间电荷区会变得非常窄，电子就可以从基极流向集电极，从而放大电流。

三极管基础知识一、三极管的基本结构与原理1.1 三极管的构成三极管是由三个区域（P-N-P或者N-P-N型）的半导体材料制成，其中夹在中间的一块称为基区，两侧分别是发射区和集电区。

1.2 三极管的工作原理三极管根据基区控制电流的大小和方向来调节集电区电流的大小。

当基区的电流为零时，三极管处于截止状态；而当基区的电流为正时，三极管处于放大状态。

三极管的工作原理是基于本征型晶体管理论的基础上发展起来的。

二、三极管的分类与参数2.1 三极管的分类根据不同的工作方式和结构形式，三极管可以分为NPN型和PNP型两种。

NPN型三极管是以N型半导体为基础，P型半导体作为二极管，再以N型半导体作为封装；而PNP型三极管则相反。

2.2 三极管的参数三极管的常见参数包括最大集电极电流（IC）、最大发射极电流（IE）、最大反向电压（VCEO）等。

这些参数决定了三极管的工作范围和性能。

三、三极管的应用领域3.1 放大器电路三极管可以用作放大器电路的关键元件，通过控制输入信号的电流变化，实现对输出信号的放大。

3.2 开关电路三极管的开关特性使其在电路中经常被用作开关元件。

通过控制基极电流的通断，实现对电路的开关控制。

3.3 震荡电路三极管在震荡电路中可以产生正弦波、方波等信号，广泛应用于射频信号发生器、计算机时钟发生器等领域。

3.4 温度传感器三极管的温度特性可以用于温度测量和控制，如温度传感器。

四、三极管的基本特性与参数测量方法4.1 静态特性静态特性包括输入输出特性、直流放大特性等。

通过在不同的输入输出条件下测量电流、电压等参数，可以了解三极管的静态工作状态。

4.2 动态特性动态特性包括频率响应、输入阻抗、输出阻抗等。

通过在不同频率下测量电流和电压的关系，可以了解三极管的动态响应能力。

4.3 参数测量方法常见的参数测量方法包括基极电流测量、集电极电流测量、电压放大倍数测量等。

根据不同的测量需求，选择合适的测量方法来获取所需的三极管参数数据。

网络教材—《模拟电子技术》－半导体三极管及放大电路基础Frequently Asked Question（FAQ）1. 既然BJT具有两个PN结，可否用两个二极管相联以构成一只BJT，试说明其理由。

解：BJT要实现放大作用，首先满足其内部条件，即要求发射区杂质浓度要远大于基区杂质浓度，同时基区厚度要很薄；集电结的结面要大。

仅用两个二极管相联构成的BJT不能满足上述三极管具有放大的内部条件，因此不能用两个二极管相联以构成一只BJT。

2. 要使BJT具有放大作用，发射结和集电结的偏置电压应如何联接？解：要使BJT具有放大作用，必须满足三极管放大的内部条件和外部条件。

外部条件为发射结必须正偏，集电结必须反偏。

3. BJT三极管为什么又称为双极型半导体三极管？解：通过对BJT工作时载流子的运动分析可知，它是由两种载流子即自由电子和空穴参与导电的半导体器件，所以称它为双极型半导体三极管，是一种CCCS器件。

4. 小结BJT三极管内部结构的特点。

解：BJT能进行放大，必须满足其内部结构的特点：①发射区重掺杂；②集电区中等掺杂，集电结的结面积远大于发射结的结面积；③基区轻掺杂，基区做得很薄。

5. 晶体管的发射极和集电极是否可以调换使用，为什么？更多图纸请加QQ：453100829 解：不可以！由于三极管的特殊构造，虽然发射区和集电区是同型半导体，但发射区掺杂浓度高而面积小，而集电区则掺杂浓度低而面积大。

若调换使用将不能获得有效的电流放大作用（β<1）。

其次，由于三极管U(BR)ERO≤4V，若调换使用，当电源电压高于4.7V时，三极管便因击穿而损坏。

6. α、β是两种电流放大系数，有人说，它们的值受控于外电路，外加电压大，其值就大，这种说法正确吗？解：这种说法不正确! α、β是两种电流放大系数主要取决于基区、集电区和发射区的杂质浓度以及器件的几何结构,与外电路没有关系，只不过用基极电流来控制集电极电流在外加电压的作用下才能体现出来。