模拟电路 教学课件 作者 张丽华第1章 ch01 4.pptVIP

1.4 双极型晶体管 1.4.1 晶体管的结构及类型　　 1.4.2 晶体管的电流放大作用　　 1.4.3 晶体管的共射特性曲线　　 1.4.4 晶体管的主要参数　　 1.4.5 温度对晶体管特性及参数的影响 *1.4.6光电三极管 1.4 双极型晶体管 半导体三极管在英文中称为晶体管(Transistor)。 半导体三极管有两大类型，一类是双极型，另一类是单极型。本节介绍双极型晶体管。 1.4.1 结构及类型 2.双极型晶体管的外形 1.4.2 晶体管的电流放大作用 半导体三极管与半导体二极管的最大 不同之处,就是具有电流放大作用。 实现电流放大所需的外部条件是：发射结正 偏，集电结反偏。 对NPN管，各极电压必须满足VCVBVE； 对PNP管，各极电压必须满足VEVBVC。 1. 晶体管的电流分配关系 在放大状态下，管中载流子的传输过程如图1-37 所示。图中空心箭头方向表示电流方向，实线箭头方向是 载流子运动方向。 （1）发射区向基区注入电子形成发射极电流IE （2）电子与空穴的复合运动形成基极电流IB （3）集电区收集电子形成集电极电流IC 发射极电流为： IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN =(ICN+ICBO)+(IBN+IEP－ICBO) =IC+IB 由以上分析可知： ①半导体三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电，故称为双极型三极管或BJT（Bipolar Junction Transistor）。 ②发射结正偏，集电结反偏是实现电流放大所需的外部条件。IE=IC+IB 。对于PNP管,三个电极产生的电流方向正好和NPN管相反。 ③发射区掺杂浓度高，基区掺杂浓度低且很薄，是保证三极管能够实现电流放大的关键（IE IB，ICIB）。若将两个PN结对接，相当于基区很厚，将没有电流放大作用。 【例1-9】若测得放大电路中的半导体三极管的三个脚对地电位分别为V1、V2、V3时,试判断它们是硅管、锗管、NPN管还是PNP管?并确定C极、E极、B极。 ①V1=2.5、V2=6V、V3=1.8V; ②V1=-6、V2=-3V、V3=-2.8V; ③V1=-1.8V、V2=-2V、V3=0V。 解: ①由于V13=2.5-1.8=0.7V,故1、3脚为发射结。则2脚为C极、硅管,又V2V1V3,C极电位最高,故为NPN,且1为B极,3为E极。 ②由于V23=-0.2V,故2、3脚间为发射结。1脚为C极、锗管,因V1V2V3,故为PNP,2为B极,3为E极。 ③由于V12=0.2V,故1、2脚为发射结，3脚为C极,锗管,又V1V2V3,故为NPN。2为B极,3为E极。 2. 晶体管的三种组态 BJT有三个电极，其中有一个电极作为输入端，一个电极作为输出端。因为输入信号必须加在两个电极之上，输出信号也必须从两个电极上取出，所以另一个电极作为输入、输出回路的共同端,称为公共电极。 3. 晶体管的电流放大系数 电流放大系数是指输出电流与输入电流的比。 由于组态不同，三极管的输入电极和输出电极不同，共基 组态电流放大系数定义为： 其值一般在0.90～0.99。它只与管子的结构尺寸和掺 杂浓度有关，与外加电压无关。 共射组态的电流放大系数定义为： 由此可以看到，半导体三极管的IB有一个很小的变化，相应的集电极电流IC将发生较大的变化，这说明半导体三极管具有电流放大作用。 【例1-10】测得某硅管各极对地电压如下,试判断其工作在什么区域? ①VC=6V、VB=0.7V、VE=0V； ②VC=6V、VB=4V、VE=3.8V； ③VC=6V、VB=6.4V、VE=5.7V。 解：根据半导体三极管的输出特性，比较各管的VCE、 VBE电压情况， ①VCVBVE,且VBE=0.7V，故该管工作在放大区域； ②VCVBVE，但VBE=0.2V小于硅管的发射结导通 电压，故该管工作在截止区域； ③VBE=0.7V，VCE=0.3V1V，故该管工作在饱和区域。 (3) 频率参数 频率参数反映三极管的放大能力与频率的关系。 三极管的放大能力一般由电流放大系数来体现，实际上晶体管内部的发射结和集电结均含有一定的结电容，它们都影响晶体管的频率特性，当工作频率超过某一数值时，三极管的电流放大系数要下降。 1）共基截止频率fα 在共基极电路中，电流放大系数α值下降到低频(1000Hz)值的 时，所对应的频率，称