晶体三极管讲述课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,第六章 分立元器件基本电路,2.1 晶体三极管,2.1.1 三极管的结构、分类和符号,2.1.2 三极管的工作电压和基本联接方式,2.1.3 三极管内电流的分配和放大作用,2.1 晶体三极管,晶体三极管：,是一种利用输入电流控制输出电流的电流控制型器件。,特点：,管内有两种载流子参与导电。,特点：,有三个电极，故称,三极管。,图2.1.1三极管外形,2.1.1 三极管的结构、分类和符号,一、晶体三极管的基本结构,1.三极管的外形,第二章 晶体三极管,N,+,N,P,集电结,Jc,发射结,Je,发射极,e,集电极,c,基极,b,发射区,集电区,基区,P,+,发射区,N,基区,P,集电区,发射极,e,基极,b,集电极,c,三极管结构示意图及电路符号,NPN,管,PNP,管,三极管内部结构特点:,发射区高掺杂;基区很薄;集电结面积大,结构示意图：,电路符号：,：,3 晶体三极管及放大电路,一、晶体三极管,(transistor),1.晶体三极管的结构和符号,结构：,晶体三极管2个PN结3根金属导线,NPN,型,PNP,型,发射结,U,be,和 集电结,U,cb,发射极,e,(emitter),基极,b,(base),集电极,c,(collector),三个极：,三个区：,发射区,基区和集电区,二个结：,b,b,e,e,c,c,由上所述可知:,1,由于基区很薄且掺杂浓度小,电子在基区扩散的数量远远大于复合的数量。即：,I,C,I,B,或,I,C,I,B,当基极电路由于外加电压或电阻改变而引起,I,B,的微小变化时，必定使,I,C,发生较大的变化。即三极管的基极电流对集电极电流具有控制作用。,复合与扩散到集电区的电子数目满足统计学规律,箭头：,表示发射结加正向电压时的电流方向。,文字符号：,V,图2.1.3 三极管符号,二、晶体三极管的符号,College of Physics Science,&,Technology,YANGZHOU UNIVERSITY,CHINA,2国产三极管命名法：见电子线路P,249,附录二。,三、晶体三极管的分类,1三极管有多种分类方法。,按内部结构分：,有 NPN型和PNP型管；,按工作频率分：,有低频和高频管；,按功率分：,有小功率和大功率管；,按用途分：,有普通管和开关管；,按半导体材料分：,有锗管和硅管等等。,例如：3DG表示高频小功率NPN型硅三极管；,3CG表示高频小功率PNP型硅三极管；,3AK表示PNP型开关锗三极管等。,三极管工作在放大状态的外部条件是：,发射结加正向电压，集电结加反向电压。,2.1.2 三极管的工作电压和基本连接方式,一、晶体三极管的工作电压,三极管的基本作用,是放大电信号。,图2.1.4 三极管电源的接法,V,为三极管,G,C,为集电极电源,G,B,为基极电源，又称偏置电源,R,b,为基极电阻,Rc,为集电极电阻。,有三种基本连接方式：,共发射极、共基极和共集电极接法。最常用的是共发射极接法。,二、晶体三极管在电路中的基本连接方式,如图所示：,测量电路如图,2.1.3 三极管内电流的分配和放大作用,一、电流分配关系,动画 三极管的电流分配关系,9.4.2,电流分配和放大原理,我们通过实验来说明晶体管的放大原理和其中的电流分配，实验电路采用共发射极接法，发射极是基极电路和集电极电路的公共端。实验中用的是 NPN 型管，为了使晶体管具有放大作用，电源,E,B,和,E,C,的极性必须使,发射结上加正向电压,(正向偏置)，集电结加反向电压(反向偏置)。,mA,A,V,V,mA,I,C,E,C,I,B,I,E,R,B,+,U,BE,+,U,CE,E,B,C,E,B,3DG100,设,E,C,=6 V，改变可变电阻,R,B,，则基极电流,I,B,、集电极电流,I,C,和发射极电流,I,E,都发生变化，测量结果如下表：,基极电路,集电极电路,I,B,/mA,0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10,I,C,/mA,0.001 0.70 1.50 2.30 3.10 3.95,I,E,/mA,0.001 0.72 1.54 2.36 3.18 4.05,晶体管电流测量数据,结论：,(,1,),符合基尔霍夫定律,(,2,),I,C,和,I,E,比,I,B,大得多。从第三列和第四列的数据可得,这就是晶体管的电流放大作用。称为共发射极静态电流,(直流),放大系数。电流放大作用还体现在,基极电流的少量变化,I,B,可以引起集电极电流较大的变化,I,C,。,式中，,称为,动态电流,(交流),放大系数,(,3,),当,I,B,=0,(将基极开路),时，,I,C,=,I,CEO,，表中,I,CEO,0.001 mA=1,A。,(,4,),要使晶体管起放大作用，发射结必须正向偏置，发射区才可向基区发射电子；而集电结必须反向偏置，集电区才可收集从发射区发射过来的电子。,下图给出了起放大作用时 NPN 型和 PNP 型晶体管中电流实际方向和发射结与集电结的实际极性。,+,U,BE,I,C,I,E,I,B,C,T,E,B,+,U,CE,NPN 型晶体管,+,U,BE,I,B,I,E,I,C,C,T,E,B,+,U,CE,PNP 型晶体管,I,CEO,越小，三极管温度稳定性越好。硅管的温度稳定性比锗管好。,说 明：,1,.时，,。,称为集电极基极反向饱和电流，见图2.1.7(a)。一般 很小，与温度有关。,2.时，。,称为集电极发射极反向电流，又叫,穿透电流,，,见图2.1.7(b)。,结论：,1三极管的电流放大作用基极电流 微小的变化，引起集电极电流 较大变化。,2直流电流放大系数 表示三极管放大直流电流的能力,(2.1.3),3交流电流放大系数 表示三极管放大交流电流的能力。工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为,IB,，相应的集电极电流变化为,IC,，则,交流电流放大倍数,为：,(2.1.4),结论：,4通常 ，所以可表示为,(2.1.5),考虑,I,CEO,，则,(2.1.6),例：,U,CE,=6V,时,：,I,B,=40,A,I,C,=1.5 mA；,I,B,=60 A,I,C,=2.3 mA。,在以后的计算中，一般作近似处理：,=,下一页,上一页,首 页,电流放大原理,B,E,C,N,N,P,E,B,R,B,E,C,I,E,基区空穴向发射区的扩散可忽略。,I,BE,进入,P,区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流,I,BE,，多数扩散到集电结。,发射结正偏，发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流,I,E,。,B,E,C,N,N,P,E,B,R,B,E,C,I,E,集电结反偏，有少子形成的反向电流,I,CBO,。,I,CBO,I,C,=,I,CE,+,I,CBO,I,CE,I,BE,I,CE,从基区扩散来的电子作为集电结的少子，漂移进入集电结而被收集，形成,I,CE,。,I,B,=,I,BE,-,I,CBO,I,BE,I,B,B,E,C,N,N,P,E,B,R,B,E,C,I,E,I,CBO,I,CE,I,C,=,I,CE,+,I,CBO,I,CE,I,BE,三极管的电流控制原理,U,BB,R,B,I,B,I,C,U,CC,R,C,N,P,I,E,N,发射区向基区扩散电子,电源负极向发射区补充电子形成发射极电流,I,E,电子在基区的扩散与复合,集电区收集电子,电子流向电源正极形成,I,C,E,B,正极拉走电子，补充被复合的空穴，形成,I,B,内容总结,2.1 晶体三极管。2.1.1 三极管的结构、分类和符号。2.1.3 三极管内电流的分配和放大作用。晶体三极管：是一种利用输入电流控制输出电流的电流控制型器件。一、晶体三极管 (transistor)。集电极c (collector)。由于基区很薄且掺杂浓度小,电子在基区扩散的数量远远大于复合的数量。当基极电路由于外加电压或电阻改变而引起IB的微小变化时，必定使IC发生较大的变化。即三极管的基极电流对集电极电流具有控制作用。图2.1.3 三极管符号。按功率分：有小功率和大功率管。按用途分：有普通管和开关管。三极管工作在放大状态的外部条件是：发射结加正向电压，集电结加反向电压。2.1.2 三极管的工作电压和基本连接方式。GB为基极电源，又称偏置电源。9.4.2 电流分配和放大原理。(4)要使晶体管起放大作用，发射结必须正向偏置，发射区才可向基区发射电子。称为集电极基极反向饱和电流，见图2.1.7(a),