电路原理课件第3次课.pptVIP

* * * ◆ 内部结构：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。 三极管的放大作用 b e c N N P 基极 发射极 集电极 基区：较薄，掺杂浓度低 集电区：面积较大 发射区：掺 杂浓度较高 ◆ 外部条件：发射结处于正向偏置，集电结处于反向偏置。 发射结正偏(对于NPN型晶体三极管即发射结的P区上连正电压，从而P-N正偏）???? 集电结反偏（对于NPN型晶体三极管即集电结的N区上连正电压，从而N-P反偏） N（－） P（＋） N（＋） P（－） Uc＞Ub＞Ue 图 1 - 30 三极管的三种连接方式 ui + - uo + - ui + - ui + - uo + - uo + - 三极管的三种连接方式 b e c N N P UBB Rb UCC IE 基区空穴向发射区的扩散可忽略。 IBn 进入P区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IBn ，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IE。 1.3.3 三极管的放大过程 1. 载流子的传输过程 发射区发射电子形成IE 。 IEn，IEp (2) 基区扩散和复合电子。 IBn b e c N N P UBB Rb UCC IE 集电结反偏，有少子形成的反向电流ICBO。 ICBO IBn ICn 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ICn。 1. 载流子的传输过程 (3)集电区收集电子形成IC 。 1. 载流子的传输过程 发射区发射电子形成IE 。 IEn，IEp (2) 基区扩散和复合电子。 IBn (3)集电区收集电子形成IC 。 图 1 – 31 三极管中载流子的传输过程 1.3.3 三极管的放大过程 2. 电流分配 图 1 - 32 三极管电流分配 ＩEn为发射区发射的电子所形成的电流, ＩEp是由基区向发射区扩散的空穴所形成的电流。因为发射区是重掺杂, 所以ＩEp忽略不计, 即 ＩＥ≈ＩEn 1)发射极电流ＩＥ =ＩEn+ＩEp ＩBn是从发射区扩散到基区的自由电子有极少数部分与基区的空穴复合形成的。大部分的自由电子会继续扩散到基极 。 2) 基极电流ＩＢ是ＩBn与ＩCBO之差： ＩCn是由发射区发射的电子被集电极收集后形成的,ＩCBO是由集电区和基区的少数载流子漂移运动形成的,称为反向饱和电流. ＩＣ＝ＩCn＋ＩCBO 即: 3) 集电极电流ＩＣ =ＩCn+ＩCBO ＩＥ≈ＩEn ＩＣ＝ＩCn＋ＩCBO 发射极： 基极： 集电极： IB＋IC=IBn-ICBO+ICn+ICBO =IBn+ICn IEn=IBn+ICn 故: IE=IB+IC 发射区发射的电子极少数到达基区与空穴复合形成ＩBn，而绝大多数能够到达集电极, 形成集电极电流ＩCn, 因此ＩCnＩBn β称为共发射极直流电流放大系数。 (1-14) IE=IB+IC 又 故 当输入电压有微小变化时，则晶体管的基极电流将在IB的基础上也产生一个微小的变化△ IB，相应的集电极电流也将在IC基础上叠加一个动态变化的电流△IC，我们定义这两个变化电流之比为共发射极交流电流放大系数，记为 一般情况下，不对它们进行区分， 一般三极管的 约为几十～几百。 太小，管子的放大能力就差，而 过大管子的性能就不够稳定。 表1 - 3 三极管电流关系的一组典型数据 2.96 2.37 1.77 1.16 0.57 0.01 0 IE/mA 2.91 2.33 1.74 1.14 0.56 0.01 0.001 IC/mA 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 -0.001 IB/mA NPN型共发射极接法三极管的特性曲线 输入特性曲线—— IB=f(UBE)? UCE=const 输出特性曲线—— Ic=f(UCE)︱IB=const 1.3.4 三极管的特性曲线 共发射极接法的电压电流关系 IB UBE UCE=0V 0.5V 1V 输入特性曲线—— IB=f(UBE)? UCE=const 3 ．UCE增大到1 v以后，集电结的电场已足够强，IC也不可能明显增大，曲线不变 1 ．当UCE =0时，发射结与集电结并联，输入特性曲线与PN结正向特性类似 2 ．当UCE增大时，IC增大，IB减小，要获得同样的IB，则UBE增大，曲线将右移 1.输入特性 图 1 - 35 三极管的输出特性 2