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§1-4 双极型晶体三极管（BJT） 1.4.1半导体三极管的结构 1.4.2 三极管的工作原理 二、共发射极接法时BJT的电流控制关系 1.4.3 半导体三极管的特性曲线 二、输出特性曲线 1.4.4 半导体三极管的参数 二、极间反向电流 1.4.5 半导体三极管的型号 半导体三极管图片 半导体三极管图片 * * ? 半导体三极管的结构 ? 半导体三极管的工作原理 ? 半导体三极管的特性曲线 ? 半导体三极管的主要参数 ? 半导体三极管的型号 半导体三极管也称双极型晶体管，简称晶体管或三极管。是由2个PN结构成的。按结构可分为：NPN型和PNP型。结构示意图如下： 集电极，用C或c表示（Collector） 集电区，掺杂浓度低 基极，用B或b表示（Base） 基区，薄 发射极，用E或e表示（Emitter） 发射区，掺杂浓度高 发射结(Je) 集电结(Jc)，面积比发射结大 双极型三极管的符号在图的下方给出，发射极的箭头代表发射极电流的实际方向。 一、 共基极接法时BJT内部载流子 的传输过程 1、发射区向基区注入电子 2、电子在基区的扩散与复合 3、集电区收集电子 4、电流分配关系 二、共发射极接法时BJT的电流控制关系 一、 共基极接法时BJT内部载流子的传输过程 双极型三极管有三个电极，其中两个可以作为输入, 两个可以作为输出，这样必然有一个电极是公共电极。三种接法也称三种组态， 共射极 共基极 共集电极 要使三极管有放大作用，必须： 发射结加正向电压， 集电结加反向电压。 1、发射区向基区注入电子 发射结加正偏时，从发射区将有大量的电子向基区扩散，形成电流IEN。 BJT的工作原理 共基接法 3、集电区收集电子 因基区很薄，基区的电子在集电结反偏电压的作用下，很快就运动到了集电结的边上，进入集电结的结电场区域，被集电极所收集，形成集电极电流 ICN。 2、电子在基区的扩散与复合 基区向发射区也有空穴的扩散运动，但其数量小（发射区的掺杂浓度远大于基区的掺杂浓度） ，形成的电流为IEP。进入基区的电子流因基区的空穴浓度低，被复合的机会较少。在基区被复合的电子形成的电流是 IBN。 另外因集电结反偏，使集电结区的少子形成漂移电流ICBO。 这部分电流决定于少数载流子浓度，称反向饱和电流。 ICBO的数值很小对三极管的放大没有贡献，而且受温度影响很大，容易使管子工作不稳定，所以在制造过程中要尽量设法减少ICBO。 4、电流分配关系 发射区注入基区的电子，一部分与空穴复合，绝大部分扩散并被集电区收集。管子制成后，复合所占的比例α为定值，大小为0.99~0.995。 α—共基电流传输系数，定义为： 联立上式，可得： IE的改变控制IC的变化，故BJT为电流控制器件 为保证BJT发射结正偏，集电结反偏，有UCEUBE0 。BJT内部载流子运动规律同共基接法。由 IE = IC+ IB 可得： 定义 —共发射极电流放大系数，其值 一般为几十至几百。 定义 基极开路（IB=0）时的集电极电流，称C-E间的反向饱和电流或穿透电流。 较小可忽略 IB的改变控制了IC的变化，体现了三极管的电流控制作用。 输入特性：以vCE为参变量，输入电压vBE和输入电流iB之间的关系 + + ? ? iB iC vBE vCE 以NPN管为例，讨论三极管接成共发射极组态时的输入、输出特性。 输出特性：以iB为参变量，输出电压vCE和输出电流iC之间的关系 ?当vCE≥1V时， 集电结已进入反偏状态，开始收集电子，且基区复合减少， iC / iB 增大，特性曲线将向右稍微移动一些。但vCE再增加时，曲线右移很不明显就，基本重合。 实际使用时 一般有vCE≥1V 。 一、输入特性 ? vCE=0时，三极管相当于两个二极管并联， iB 和vBE之间的关系与二极管相似。 + + ? ? iB iC vBE vCE 现取其中一条（IB=40μA）给予说明。 当0 vCE 1 V 时，集电结的反向电压很小，收集电子的能力很弱，iC受vCE的影响很大，iC随vCE的增加而增加。 当vCE 1V，特性曲线比较平坦。因为此时集电结的电场已足够强，扩散到基区的电子大都能到达集电区，故再增加vCE ， iC就增加不多。 改变iB的值，可得一组输出特性。 输出特性曲线 iC受vCE显著控制，一般vCE＜0.7 V(硅管)。此时发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小 iC平行于vCE轴的区域，此时，发射结正偏，集电结反偏， vCE 0.7 V左右(硅管) 。 iB=0的曲线下方。此时，发射结