m22三极管2讲解课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2.2 三极管,本章要求：,一、理解三极管的电流分配和电流放大作用；,二、了解三极管的基本构造、工作原理和特性曲线，理解主要参数的意义；,2.2,半导体三极管,2.2.1 基本结构,N,N,P,基极,发射极,集电极,NPN型,B,E,C,B,E,C,PNP型,P,P,N,基极,发射极,集电极,符号：,B,E,C,I,B,I,E,I,C,B,E,C,I,B,I,E,I,C,NPN,型三极管,PNP,型三极管,基区：最薄，,掺杂浓度最低,发射区：掺,杂浓度最高,发射结,集电结,B,E,C,N,N,P,基极,发射极,集电极,结构特点：,集电区：,面积最大,2. 2. 2 电流分配和放大原理,1. 三极管放大的外部条件,B,E,C,N,N,P,E,B,R,B,E,C,R,C,发射结正偏、集电结反偏,PNP,发射结正偏,V,B,V,E,集电结反偏,V,C,V,E,集电结反偏,V,C,V,B,2、内部载流子传输过程,扩散运动形成发射极电流,I,E,，复合运动形成基极电流,I,B,，漂移运动形成集电极电流,I,C,。,少数载流子的运动,因发射区多子浓度高使大量电子从发射区扩散到基区,因基区薄且多子浓度低，使极少数扩散到基区的电子与空穴复合,因集电区面积大，在外电场作用下大部分扩散到基区的电子漂移到集电区,基区空穴的扩散,2. 2. 2 电流分配和放大原理,I,C,E,B,mA,A,R,B,I,B,E,C,mA,+,+,I,E,3. 各电极电流关系及电流放大作用,I,B,(mA),I,C,(mA),I,E,(mA),0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10,0.001,0.70,1.50,2.30,3.10,3.95,0.001,0.72,1.54,2.36,3.18,4.05,结论:,1）三电极电流关系,I,E,=,I,B,+,I,C,2）,I,C,I,B,，,I,C,I,E,静态(直流)电流放大系数:,动态(交流)电流放大系数:,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) 当,I,B,=0(基极开路)时,I,C,=,I,CEO,很小接近于。,4) 要使晶体管起电流放大作用，发射极必须正向偏置，集电极必须反偏。,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。,为什么要研究特性曲线：,1）直观地分析管子的工作状态,2）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路,重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线,发射极是输入回路、输出回路的公共端,共发射极电路,输入回路,输出回路,测量晶体管特性的实验线路,I,C,E,B,mA,A,V,U,CE,U,BE,R,B,I,B,E,C,V,+,+,+,+,1.,输入特性,I,B,(,A),U,BE,(V),20,40,60,80,0.4,0.8,U,CE,1V,特点:非线性,死区电压：硅管0.5,V,，锗管0.1,V,。,正常工作时发射结电压：,NPN,型硅管,U,BE, 0.60.7V,PNP,型锗管,U,BE, 0.2 0.3V,2.,输出特性,I,B,=0,20,A,40,A,60,A,80,A,100,A,3,6,I,C,(,m,A ),1,2,3,4,U,CE,(V),9,12,0,放大区,输出特性曲线通常分三个工作区：,(1) 放大区,在放大区有,I,C,=,I,B,，也,称为线性区，具有恒流特性。,在放大区，,发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，晶体管工作于放大状态。,I,B,=0,20,A,40,A,60,A,80,A,100,A,3,6,I,C,(,m,A ),1,2,3,4,U,CE,(V),9,12,0,（2）截止区,I,B,=0 以下区域为,截止区，有,I,C, 0,。,在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反向偏置，晶体管工作于截止状态。,饱和区,截止区,（3）饱和区,当,U,CE,U,BE,时,，,晶体管工作于饱和状态。,在饱和区，,I,B,I,C,，,发射结处于正向偏置，,集电结也处于正,偏。,深度饱和时，,硅管,U,CES, 0.3V，,锗管,U,CES, 0.1V。,I,CEO,主要参数,1. 电流放大系数,，,直流电流放大系数,交流电流放大系数,当晶体管接成发射极电路时，,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。,注意：,和,的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且,I,CE0,较小的情况下，两者数值接近。,常用晶体管的,值在20 200之间。,例：在,U,CE,= 6 V,时， 在,Q,1,点,I,B,=40,A,I,C,=1.5mA；,在,Q,2,点,I,B,=60 A,I,C,=2.3mA。,在以后的计算中，一般作近似处理：,= 。,I,B,=0,20,A,40,A,60,A,80,A,100,A,3,6,I,C,(,m,A ),1,2,3,4,U,CE,(V),9,12,0,Q,1,Q,2,在,Q,1,点，有,由,Q,1,和,Q,2,点，得,2.集-基极反向截止电流,I,CBO,I,CBO,是由少数载流子的漂移运动所形成的电流，受温度的影响大。,温度,I,CBO,I,CBO,A,+,E,C,3.集-射极反向截止电流(穿透电流),I,CEO,A,I,CEO,I,B,=0,+,I,CEO,受温度的影响大。,温度,I,CEO,，,所以,I,C,也相应增加。,三极管的温度特性较差。,4. 集电极最大允许电流,I,CM,5. 集-射极反向击穿电压,U,(BR)CEO,集电极电流,I,C,上升超过一定值时会导致三极管的, 值的下降，当 ,值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为,I,CM,。,当集射极之间的电压,U,CE,超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25,C,、,基极开路时的击穿电压,U,(BR),CEO,。,6. 集电极最大允许耗散功耗,P,CM,P,CM,取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过高会烧坏三极管。,P,C,P,CM,=,I,C,U,CE,硅,管允许结温约为150,C,，,锗,管约为 70,90,C,。,I,C,U,CE,I,C,U,CE,=P,CM,I,CM,U,(BR)CEO,安全工作区,由三个极限参数可画出三极管的安全工作区,晶体管参数与温度的关系,1、温度每增加10,C，,I,CBO,增大一倍。硅管优,于锗管。,2、温度每升高,1,C,，,U,BE,将减小,(2,2.5)mV,，,即晶体管具有负温度系数。,3、温度每升高 1,C，,增加 0.5%1.0%,。,思考题,1、可否用两个PN二极管相联以构成一个BJT？,2、BJT符号中的箭头方向代表什么？,3、能否将BJT的e、c两电极交换使用？,4、要使BJT具有放大作用，Je和Jc的偏置电压应如何连接？,5、如何判断BJT 的三种组态？,6、三极管组成电路如左图所示，试分析,（1）当Vi=0V时,（2）当Vi=3V时,电路中三极管的工作状态。,解：（1）当Vi=0V时,（2）当Vi=3V时,Vbe=0V,Ib0,此时三极管处于放大状态。,三极管Je结处于正偏，,Jc结处于反偏状态,三极管处于截止状态,Vo=Vcc=12V,思考题,6三极管能起放大作用的内部条件通常是：,发射区掺杂浓度,，基区杂质浓度比发射区杂质浓度,，基区宽度,，集电结面积比发射结面积,。,7NPN型和PNP型三极管的区别是,（a. 由两种不同的材料硅或锗构成，b. 掺入的杂质不同，c. P区和N区的位置不同）,思考题,8 三极管工作在饱和区时，b-e极间为,_,，b-c极间为,_,；工作在放大区时，b-e极间为,_,，b-c极间为,_,，此时，流过发射结的主要是_,，流过集电结的主要是_,；三极管工作在截止区应满足,_ _,条件；,a扩散电流，b. 漂移电流 c.正偏 d.反偏）,9 检修某台无使用说明书的电子设备时，测得其中四只三极管各电极的对地电压数据如表所示，试判断这四只管子的类型及工作状态。,T,1,T,2,T,3,T,4,V,B,/V,0.2,2.73,3.5,10.74,V,C,/V,5,2.3,6,15,V,E,/V,0,2,3.5,10,思考题,10 某三极管的极限参数,P,CM=150mW，,I,CM=100mA，,V,（BR）CEO=30V。若它的工作电压,V,CE=10V，则工作电流,I,C不得超过,_,mA（a.100mA, b. 15mA, c. 1mA）；,11若工作电压,V,CE=1V，则工作电流不得超过_,mA（a.100mA, b. 15mA, c. 1mA）；若工作电流,I,C=1mA，则工作电压不得超过_,V（a. 30V, b. 10V, c. 1V）。,思考题,11 在图CS_02所示共射放大电路中，三极管b=50，,V,BE= -0.2V。问：当开关与A处相接时，三极管处于_状态；开关与B相接时，三极管处于_状态；开关与C相接时，三极管处于_状态。,思考题,BJT,分类、结构、符号、原理、曲线、参数,Key Point,