第3章 双极晶体管直流特性.ppt

双极型晶体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。 从外表上看两个N区,(或两个P区)是对称的，实际上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。 5、共发射极输出特性 以输入端的IB 为参变量，输出端的 IC 与VCE 之间的关系。 由共发射极电流电压方程： E C B P N IB IC N E VCE 上式中： 或： 消去VBE ，得： 当 VBC = 0，或VBE = VCE 时， 在放大区，VBC 0 ，或VBE VCE ， ICEO 代表基极开路 ( IB = 0 ) 、集电结反偏 ( VBC 0 ) 时从发射极穿透到集电极的电流，称为共发射极反向截止电流，或共发射极穿透电流。　 共发射极输出特性曲线： 图中，虚线表示VBC = 0 ，或VCE = VBE ，即放大区与饱和区的分界线。在虚线右侧，VBC 0 ，或VCE VBE ，为放大区；在虚线左侧，VBC 0 ，或VCE VBE ，为饱和区。 3）两种输出特性曲线的比较 第一，共射极输出特性曲线中，较小IB的变化将引起较小IC的变化;第二，共射极输出特性曲线随VCE增加而上翘；第三，共射极输出特性在VCE下降为零前IC就已经开始下降，而共基极输出特性曲线在VCB=0时还保持水平，要到VCB为负值时才开始下降。 几种反向电流的小结： (1) IES ：VBE 0 、VBC = 0 时的 IE ，相当于单个发射结的反向饱和电流。 (2) ICS ：VBC 0 、VBE = 0 时的 IC ，相当于单个集电结的反向饱和电流。 (3) ICBO ：VBC 0 、IE = 0 时的 IC ， 在共基极电路放大区中， 当发射极开路时，发射结上存在浮空电势，它的存在使ICBO不同于ICS 浮空电势产生的原因： 发射极浮动电势是指当发射极开路，集电结处于反偏时，发射极的对地电压。当集电结反偏时，集电结抽取基区的电子（npn），一般情况下，WB＜＜LB，因此少子浓度降低将延伸到发射结边界，从而破坏了发射结原来的的平衡状态，引起电子从发射区向基区扩散，发射区失去电子，缺少负电荷，因此发射结处于反向偏置，即出现浮动电势。 ICBO计算公式 ICS的测试电路 ICBO的测试电路 + PN结的反向电流由扩散电流和产生电流构成，产生电流不遵守该关系式，只是一个PN结的反向电流。 ICEO计算公式 ICEO较ICBO大β倍的原因 + = 6、基区宽度调变效应——厄尔利效应 在共发射极放大区，由前面的公式，IC =βIB + ICEO , IC 与VCE 无关。但在实际的晶体管中，IC 随VCE 的增大会略有增大。 原因：当VCE 增大时，集电结反偏增大（VBC = VBE - VCE），集电结耗尽区增宽，使中性基区的宽度变窄， 基区少子浓度分布的梯度 增大，从而使IC 增大。这种现象即称为 基区宽度调变效应，也称为 厄尔利效应。 WB WB WB WB x N N P 0 0 np（x） 当忽略基区中的复合与 ICEO 时， 中的部分，即 。 上式中： 称为 厄尔利电压 。 ，称为 共发射极增量输出电阻。 ，为集电结耗尽区进入基区 对于均匀基区， 或： 可见，为减小厄尔利效应，应增大基区宽度WB ， 减小集电结耗尽区在基区内的宽度 xdB ，即增大基区掺杂浓度 NB 。 如果假设 ，则无厄尔利效应， 此时 IC 与VCE 无关。 实际上， ，故VA 与 r0 均为正的有限值， VA 的几何意义： 1、共基极接法中的雪崩倍增效应和击穿电压 已知 PN 结的雪崩倍增因子 M 可以表示为： 它表示进入势垒区的原始电流经雪崩倍增后放大的倍数。 在工程实际中常用下面的经验公式来表示当已知击穿电压时 M 与外加电压之间的关系： 当｜V｜= 0 时，M = 1 ; 当｜V｜→ VB 时，M → ∞ 。 锗PN 结: 硅PN 结: S = 6 (PN+) S = 3 (P+N) S = 2 (PN+) S = 4 (P+N) §3-5 晶体管的反向特性 对于晶体管