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1.3.1 BJT结构及类型结构及类型 发射区发射极，用E或e表示（Emitter）发射结(Je)基极，用B或b表示（Base）集电极，用C或c表示（Collector）集电区基区 集电结(Jc)1.三极管的构造核心：一块有两个相互联系的PN结单晶； 示意图如下(1)c、e能否互换？（2）可否用两个二极管相连构成一个三极管？第1页/共30页 两种类型的三极管2. 两种两种BJT类型类型NPN型和PNP型及其符号及其符号3. BJT制造工艺：合金法、扩散法 NPN型和PNP型工作原理相似,仅在使用时电源极性连接不同而已。第2页/共30页 按材料：硅三极管、锗三极管 按频率: 高频管、低频管 按功率分: 大功率管、小功率管 按结构分: NPN管、PNP管4. BJT的分类的分类图1.3.1 晶体管的几种常见外形第3页/共30页1.3.2 BJT的电流放大作用的电流放大作用 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。管芯结构剖面图第4页/共30页图1.3.3 晶体管内部载流子运动与外部电流外部条件发射结正偏集电结反偏VCCVBB(1) 发射区自由电子向基区扩散射极电流(IE )（2）自由电子在基区的扩散与复合基极电流(IB)（3）集电区收集基区的非平衡少子 集电极电流(IC )1.晶体管内部载流子的运动（以NPN为例） 第5页/共30页条件: 外部条件： 内部条件： 从以上看出，三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)都参与导电，故称为双极型三极管。或BJT (Bipolar Junction Transistor)。目的：使载流子从发射区到达集电区发射区：发射载流子（IE）基 区：载流子复合（IB）与扩散集电区：收集扩散载流子（InC）并存在反向漂移电流（ICBO） 第6页/共30页 小写字母、大写下标表示总量（含交、直流）。如，vCE、iB等。 大写字母、大写下标表示直流量。如，VCE、IC等。 小写字母、小写下标表示纯交流量。如，vce、ib等。 上方有圆点的大写字母、小写下标表示相量。 、 等。书中有关符号的约定ceVbI2. 晶体管的电流分配第7页/共30页图1.3.3 晶体管内部载流子运动与外部电流BCEIII第8页/共30页 （晶体管一旦制成，从e区发射的电子到达c区的比例也就定了，此比例称为电流放大系数。）BCEIII（1）共基电流放大系数发发射射极极注注入入电电流流变变化化量量化化量量传传输输到到集集电电极极的的电电流流变变设设 为电流放大系数，与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，管子做成后保持不变,一般 = 0.90.99ECii第9页/共30页1 由 是另一个电流放大系数，同样，它也与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关,管子做成后保持不变 。一般 1,为几十至几百可得和所以量量基区复合的载流子变化基区复合的载流子变化化量化量集电极收集的载流子变集电极收集的载流子变设设 (2). 共射电流放大系数（3）三个电极电流总关系iE=iB+ iCiE=几个毫安; iB=几十个微安;iC=几个毫安ECiiBCii 令令CBEiiiEBi)-(1i第10页/共30页（3）共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示;（2）共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。（1）共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；3.3.三极管的三种电路组态三极管的三种电路组态第11页/共30页4. 晶体管的电流放大作用图1.3.4 基本共射放大电路当 uI=0时IC,BBIi,CCIiIB当 uI0时BBBIIiBICI+IB+ICcCCIIi输入回路输出回路第12页/共30页电压放大倍数4920mVV98. 0IOV vvAIB则iC = iE = -0.98 mA，vO = -iC RL = 0.98 V，若vI = 20mV使当iE = -1 mA， = 0.98 时，RLecb1k共基极放大电路VEEVCCVEBIEIC+-vI+vEBvO+-+iC+iEIB +iB电流放大倍数:0.98iiEC(1). 共基极放大(放大电压)第13页/共30页电压放大倍数4920mVV98. 0IOVvvAvO = -iC RL = -0.98 V则mA98. 01BBCiiivI = 20mV 设若iB = 20 uA = 0.98使电流放大倍数49iiBC故:电压放大、电流放大，是应用最广的组态(2). 共射极放大第14页/共30页两个条件（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。综上所述，三极管的放大作用，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。一组公式第15页/共30页 iB=f(vBE) vCE=const2)当VCE=1V时，集电结进入反偏状态（ VCB= VCEVBE 0）；集电结收集电子，使基区复合减少，达到相同的IB需要更大VBE，表现为特性曲线右移。这是正常使用状态。1)当VCE=0V时，相当于C和E短接，发射结与集电结并联，表现为PN结的正向伏安特性曲线。1.3.3 BJT的共射特性曲线1. 输入特性曲线 BJT各电极电压与电流之间的关系曲线，称为伏安特性曲线。它是BJT内部载流子运动的外部表现。第16页/共30页死区非线性区线性区（4）输入特性曲线分为三个部分vCE = 0VvCE = 0VvCE 1V(3)当VCE1V时，曲线重合:VBE不变,扩散到基区的电子一定, VCE1V,绝大多数电子到集电区, VCE增大,iB 不再明显减少，所以曲线重合。第17页/共30页起始部分(陡):VCE=1V以下（很小）集电结反压小吸引力不够iC受VCE影响大 VCE增大 则iC增大。iC=f(vCE) iB=const输出特性曲线的三个区域iB=0(近横轴): iB=0发射区未发射载流子PN结不导通iC=0(实际不为0，因为有少子运动)。平坦部分(1V): VCE 1V电子大多数到集电区VCE增大，ic增大不多 ic= iB。2. 输出特性曲线第18页/共30页输出特性曲线的三个区域截止区： iB=0， iC=0， iE=0，CE开路，相当于开关断开。特征：IC接近零。该区域相当iB=0的曲线下方。此时，发射结电压小于开启电压且集电结反偏。饱和区： IB增大， IC增大不多或基本不变，不服从IC = IB, VCE很小，相当于开关闭合；特征： IC不仅与IB有关，且明显受VCE控制。此时，发射结与集电结均正偏。放大区： IC仅受控于 IB，满足IC = IB，起到放大作用。特征：IC平行于VCE轴，该区域内，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏（发射结电压大于开启电压），集电结反偏。从以上结论可看出：各区间的用途不同。故可从用途来推知BJT的工作区间。第19页/共30页输出特性三个区域的特点:（2）放大区：发射结正偏，集电结反偏。 即： UBEUon， UCE UBE ， IC=IB (3) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。 即： UBEUon， UCEUBE (1) 截止区： UBE Uon， IB=0 ， IC=ICEO 0 工程上： uBE =uCE 临界饱和 uBE uCE 过饱和 第20页/共30页1.3.4 晶体管主要参数1.电流放大系数1.64040CBImAIA(2) 共发射极交流电流放大系数 (1)共发射极直流电流放大系数这是指静态(无输入信号)时的电流放大系数，其定义为这是指动态(有输入信号)时的电流放大系数，其定义为CBII2.35 1.637.50.060.04CBIIUCE=常量一般：BCBCEOCIIIII第21页/共30页 =IC/IE VCB=const (4) 共基极交流电流放大系数 =IC/IE VCB=const当BJT工作于放大区时， 、 ，可以不加区分。(3) (3) 共基极直流电流放大系数第22页/共30页2. 极间反向电流 (1) c、b极间反向饱和电流ICBO 指e极开路，c、b间加上一定的反向电压时的反向电流(如同PN结的反向电流)。其测试电路如图(a)所示。(2) c、e极间反向穿透电流ICEO 指b极开路，c、e间加上一定的反向电压时的c极电流。 T一定时，ICBO为一常数 ICEO=(1+)ICBO ICBO 、ICEO越小，管子质量越好。 其测试电路如图(b)所示。 第23页/共30页 ICEO 即输出特性曲线IB=0那条曲线所对应的Y坐标的数值。 ICEO也称为集电极发射极间穿透电流。（3）穿透电流在特性曲线上表现第24页/共30页3. 极限参数2) 最大集电极耗散功率PCM 1)最大集电极电流ICMICM是指BJT的参数变化不超过允许值时，c极允许的最大电流。（使用时，若iCICM，管子不仅性能会下降，甚至可能会烧坏。）这是指c结上允许耗散的最大功率，表示如下：CMCCEPIU图1.3.7 晶体管的极限参数3）极间反向击穿电压 指晶体管某一电极开路时，另外压，超过此值管子会发生击穿现象。两个电极间所允许加的最高反向电第25页/共30页 V(BR)CBO发射极开路时的集电结反向击穿电压 V(BR) EBO集电极开路时发射结的反向击穿电压 V(BR)CEO基极开路时集射间的击穿电压，它与穿透电流直接联系几个击穿电压有如下关系 V(BR)CBOV(BR)CEOV(BR) EBObceVCCICEO3) 极间反向击穿电压第26页/共30页1.3.5 温度对晶体管特性及参数的影响TICBOUBE图1.3.8 温度对晶体管输入特性的影响图1.3.9 温度对晶体管输出特性的影响第27页/共30页例1 用万用表分别测得某放大电路中三极管三个管脚对地电位分别为V1 =-7V，V2=-2V，V3=-2.7V。试判断此三极管的类型？由何种材料制成？三个管脚对应电极。PPNNPN:Vc Vb VeNNPcbePNP:Vc Vb Ve （1）无论是NPN还是PNP型三极管，基极电位居中间电位，确定基极b 确定e极，同时判断是锗（硅）材料 )7 . 0(2 . 0VVUBE（3） 第三管脚为c极（4） U CE0,为NPN型， U CE0,为PNP型。分析：解：遵循上述规则，3b，（2）2 e, 1cuCE=-5V, uBE =0.7V,管子为PNP硅管第28页/共30页例2已知两只晶体管的电流放大系数分别为50和100，现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如图所示。分别求另一电极的电流，标出其实际方向，并在圆圈中画出管子。解：答案如解图所示。分析：IBICIEIEIBIC第29页/共30页感谢您的观看。第30页/共30页
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