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第三节 双极型三极管 第三节 双极型三极管 三极管的结构 三极管中载流子的运动和电流分配关系 三极管的特性曲线 三极管的主要参数 总目录 下页 半导体三极管 晶体管 (transistor) 双极型三极管或简称三极管 制作材料： 分类 ： 它们通常是组成各种电子电路的核心器件。 双极结型又称为 ： 硅或锗 NPN型 PNP型 下页 上页 首页 一、 三极管的结构 三个区 发射区： 杂质浓度很高 基 区： 杂质浓度低且很薄 集电区： 无特别要求 发射结 集电结 集电区 基区 发射区 c b e NPN型三极管的结构和符号 两个PN结 发射结 集电结 三个电极 发射极 e 基极 b 集电极 c 集电极 c collector 基极 b base 发射极 e emitter N P N 下页 上页 首页 Rb Rc EB EC e c b 发射极电流 二、三极管中载流子的运动和电流分配关系 发射: 发射区大量电子向基区发射。 2. 复合和扩散： 电子在基区中复合扩散。 3. 收集： 将扩散过来的电子收集到集电极。 同时形成反向饱和电流ICBO 。 IE IC IB ICN IEN IBN ICBO 集电极电流 基极电流 下页 上页 首页 动画 Rb Rc EB EC e c b IE IC IB ICN IEN IBN ICBO IC = ICN + ICBO IE = ICN + IBN IC = α IE + ICBO 将 代入IC = ICN + ICBO 得 当ICBO IC时，可得 ≈ IC IE α IEN = ICN + IBN IE = IEN IE = IC + IB 下页 上页 ICN α = IE 通常将 定义为共基直流电流放大系数。 首页 β ≈ IC IB IE = IC + IB IC = α IE + ICBO 代入 得 IC = α α 1- IB + α 1- 1 ICBO β = α α 1- 令 可得 IC = β IB +（1+ ）ICBO β IC = β IB + ICEO 当ICEO IC时，可得 β 称为共射直流电流放大系数。 ICEO =（ 1+ β ）ICBO IE = IC + IB IC ≈ βIB IE =（ 1+ β ）IB ICEO称为穿透电流。 下页 上页 首页 各参数含义： ：共基直流电流放大系数。 ：共射直流电流放大系数。 α = ICN IE ICEO =（1+ ）ICBO β ：集电极与发射极间穿透电流。 β = ΔIC Δ IB α = ΔIC Δ IE ：共基交流电流放大系数。 ：共射交流电流放大系数。 β 1+β α = β = α 1-α α 和 β 满足 或 β = IC - ICEO IB ≈ IC IB 下页 上页 首页 三、三极管的特性曲线 1. 输入特性 IB=f（UBE） UCE= 常数 UCE=0V UCE=2V 当UCE大于某一数值后，各条输入特性十分密集， 通常用UCE 1 时的一条输入特性来代表。 UBE/V iB/μA O 三极管的输入特性 下页 上页 UBE ib + - UCE=0 VBB Rb b e c 三极管的输入回路 首页 2. 输出特性 iC/mA O uCE/V iB=80μА 60 40 20 0 IC=f(UCE) IB=常数 饱和区 放 大 区 截止区： IB ≤ 0的区域，IC ≈ 0 ， 发射结和集电结都反偏。 2. 放大区： 发射结正偏集电结反偏ΔIC = βΔIB 3. 饱和区： 发射结和集电结都正偏，UCE较小，IC 基本不随IB 而变化。 当UCE = UBE 时，为临界饱和；当UCE UBE 时过饱和。 截止区 下页 上页 首页 动画 发射结反向偏置, 集电结反向偏置, 三极管工作在截止区, 可调换 EB 极性。 发射结反向偏置, 三极管工作在截止区, 可调换 EC 极性, 或将VT更换为PNP型。 两PN结均正偏三极管工作在饱和区。 [例1.3.1] 判断图示各电路中三极管的工作状态。 0.7V VT 0.3V 下页 上页 Rb Rc EC EB VT Rb Rc EC VT 首页 EB = IB Rb + UBE IB IC IB = 46.5 μA β IB = 2.3 mA 假设三极管饱和， UCES = 0.3 V 则 ICS = EC - UCES Rc = 4.85 mA β IB ICS 假设不成立， 三极管工作在放大区。 或者 IC = β IB = 2.3 mA UCE