1第三节 双极型三极管
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双极型三极管3.1.1 半导体三极管的结构双极型半导体三极管的结构示意图如图所示。
它有两种类型:NPN型和PNP型。
双极型三极管的符号在图的下方给出,发射极的箭头代表发射极电流的实际方向。
从外表上看两个N区,(或两个P区)是对称的,实际上发射区的掺杂浓度大,集电区掺杂浓度低,且集电结面积大。
基区要制造得很薄,其厚度一般在几个微米至几十个微米。
3.1.2 三极管内部的电流分配与控制双极型半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压。
若在放大工作状态:发射结加正向电压,集电结加反向电压,如图所示。
在发射结正偏,集电结反偏条件下,三极管中载流子的运动:(1)在VBB作用下,发射区向基区注入电子形成IEN,基区空穴向发射区扩散形成IEP。
(2) 电子在基区复合和扩散,由发射区注入基区的电子继续向集电结扩散,扩散过程中少部分电子与基区空穴复合形成电流IBN。
由于基区薄且浓度低,所以IBN较小。
(3) 集电结收集电子,由于集电结反偏,所以基区中扩散到集电结边缘的电子在电场作用下漂移过集电结,到达集电区,形成电流ICN。
(4) 集电极的反向电流,集电结收集到的电子包括两部分:发射区扩散到基区的电子——ICN,基区的少数载流子——ICBO动画IE=IEN+IEP 且有 IEN>>IEPIEN=ICN+IBN 且有 IEN>> IBN ,ICN>>IBNIC=ICN+ICBO IB=IEP+IBN-ICBO IE=IC+IB3.1.3 三极管各电极的电流关系(1)三种组态双极型三极管有三个电极,其中两个可以作为输入, 两个可以作为输出,这样必然有一个电极是公共电极。
三种接法也称三种组态,见下图共发射极接法,发射极作为公共电极,用CE表示;共集电极接法,集电极作为公共电极,用CC表示;共基极接法,基极作为公共电极,用CB表示。
(2)三极管的电流放大系数对于集电极电流IC和发射极电流IE之间的关系可以用系数来说明,定义:称为共基极直流电流放大系数。
双极型三极管第三节双极结型三极管三极管的结构三极管中载流子的运动和电流分配关系三极管的特性曲线三极管的主要参数半导体三极管晶体管(transistor )双极型三极管或简称三极管制作材料:分类:它们通常是组成各种电子电路的核心器件。
双极结型三极管又称为:硅或锗NPN 型PNP 型一、三极管的结构三个区发射区:杂质浓度很高基区:杂质浓度低且很薄集电区:无特别要求发射结集电结集电区基区发射区cbeNPN 型三极管的结构和符号两个PN 结发射结集电结三个电极发射极e基极b集电极c集电极ccollector 基极bbase 发射极eemitterN P NR bR cV BBV CCe cb发射极电流二、三极管中载流子的运动和电流分配关系1.发射:发射区大量电子向基区发射。
2. 复合和扩散:电子在基区中复合扩散。
3. 收集:将扩散过来的电子收集到集电极。
同时形成反向饱和电流I CBO 。
I EI CI BI CNI ENI BNI CBO集电极电流基极电流动画R bR cV BBV CCecbI EI C I B I CNI ENI BNI CBOI C =I Cn +I CBO I E =I Cn +I BnI C =αI E +I CBO当I CBO << I C 时,可得≈I CI EαI En =I Cn +I Bn I E =I EnI E =I C +I B将代入I C =I Cn +I CBO 得CN E I I α=I Cnα=I E通常将定义为共基直流电流放大系数。
β≈I CI B I E =I C +I BI C =αI E +I CBO 代入得I C =αα1 -I B +α1 -1I CBOβ=αα1 -令可得I C =βI B +(1+)I CBO βI C =βI B + I CEO当I CEO <<I C 时,可得β称为共射直流电流放大系数。
I CEO =(1+ β )I CBOI E = I C + I B I C ≈ βI B I E =(1+ β )I BI CEO 称为穿透电流。