第8章 半导体器件.pptVIP

8.3 半导体三极管 8.3.1 基本结构 8.3. 2 电流分配和放大原理 1. 三极管放大的外部条件 2. 各电极电流关系及电流放大作用 8.3.3 特性曲线 1. 输入特性 2. 输出特性 8.3.4 主要参数 1. 电流放大系数，? ui 8V，二极管导通，可看作短路 uo = 8V ui 8V，二极管截止，可看作开路 uo = ui 已知： 二极管是理想的，试画出 uo 波形。 8V 例2： 二极管的用途： 整流、检波、 限幅、钳位、开 关、元件保护、 温度补偿等。 ui 18V 参考点 二极管阴极电位为 8 V D 8V R uo ui + + – – 动画 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 IB IE IC B E C IB IE IC 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 B E C N N P EB RB EC RC 发射结正偏、集电结反偏 PNP 发射结正偏 VBVE 集电结反偏 VCVB 从电位的角度看： NPN 发射结正偏 VBVE 集电结反偏 VCVB IB(mA) IC(mA) IE(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 IE = IB + IC 2） IC ?? IB ， IC ? IE 3） ? IC ?? ? IB 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。 3.三极管内部载流子的运动规律 B E C N N P EB RB EC IE IBE ICE ICBO 基区空穴向发射区的扩散可忽略。 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。 　进入P 区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IBE ，多数扩散到集电结。 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ICE。 集电结反偏，有少子形成的反向电流ICBO。 3. 三极管内部载流子的运动规律 IC = ICE+ICBO ? ICE IC IB B E C N N P EB RB EC IE IBE ICE ICBO IB = IBE- ICBO ? IBE ICE 与 IBE 之比称为共发射极电流放大倍数 集－射极穿透电流, 温度??ICEO? (常用公式) 若IB =0, 则 IC? ICE0 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 IC EB mA ?A V UCE UBE RB IB EC V + + – – – – + + 特点:非线性 死区电压：硅管0.5V，锗管0.1V。 正常工作时发射结电压： NPN型硅管 UBE ? 0.6~0.7V PNP型锗管 UBE ? ?0.2 ~ ? 0.3V IB(?A) UBE(V) 20 40 60 80 0.4 0.8 UCE?1V O IB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 3 6 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 9 12 O 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 IC=? IB ，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。 IB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 3 6 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 9 12 O （2）截止区 IB 0 以下区域为截止区，有 IC ? 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