第二章_双极型晶体三极管(BJT)2.1.pptVIP

1 第二章 双极型晶体三极管（BJT） 概述 晶体二极管：单向导电性 晶体三极管：放大作用。半导体器件发展过程中的一次重大飞跃。 双极型晶体管（Bipolar Junction Transistor,英文缩写BJT） 场效应管（Field Effect Transistor,英文缩写FET）：单极型 电流分配： IE＝IB＋IC IE－扩散运动形成的电流 IB－复合运动形成的电流 IC－漂移运动形成的电流 4. 放大偏置时的电流关系 （1） 与 的关系 由载流子的传输过程可知，由于电子在基区复合，发射区注入到基区的电子并非全部到达集电极，管子制成以后，复合所占的比例就定了。也就是由发射区注入的电子传输到集电结所占的百分比是一定的，这个百分比用 表示，称为共基极直流电流放大倍数。 例2.1 PNP管直流电路如图2.3所示，图中 。当断开B点时，微安表的读数为240μA，当断开E点时，微安表的读数为6μA，试求该管的 和 。 解：直流电压 及 的方向和大小表明该管处于放大偏置。断开E点时微安表读数是集电结反向饱和电流 ，断开B点时微安表读数是穿透电流 ，即 2.1.3 放大偏置BJT偏压与电流的关系 双极型晶体管是电流控制器件。 控制各极电流变化的真正原因是发射结正向电压的变化。 集电结反向电压的变化对各极电流也有影响。 1. 发射结正向电压 对各极电流的控制作用——BJT的正向控制作用 发射结电流 实际上就是正偏发射结的正向电流: 当发射结正偏电压 增加时，正向电流 增加。此时，注入基区的非平衡少子增多，会使基区复合增多，到达集电结边界被集电区收集的非平衡少子也会增多，从而使 和 都会增大。发射结正偏电压 的变化将控制各极电流的变化。 双极型晶体管也是一种电压控制器件。 2.集电结反向电压 对各极电流的影响——基区宽度调制效应 当正偏电压 一定时，发射区向基区注入的自由电子一定，即基区非平衡少子的浓度分布曲线 由 决定。但基区电流 主要由基区的复合电流构成，而基区复合电流与基区少子数量成正比，基区少子数量又与基区少子浓度分布曲线下的面积S成正比。所以， 与基区少子浓度分布曲线下的面积近似成正比。 当集电结反向电压 增加时，由PN结的知识可知，集电结会变宽，这势必使得基区的宽度减小（见图2.4,W变到 ）。基区少子浓度曲线便由图中的实线变为虚线。显然，虚线下的面积比实线下的面积小，表明 会减小，再由 可知 会增加。 vCB 变化引起基区宽度变化，从而影响各极电流的现象称为基区宽度调制效应，简称基区宽调效应。 * 小功率管 中功率管 大功率管 三极管的外形如下图所示。 三极管有两种类型：NPN 和 PNP 型。主要以 NPN 型为例进行讨论。 为什么有孔？ 平面型NPN三极管制作工艺 N SiO2 B 硼杂质扩散 E 磷杂质扩散 磷杂质扩散 磷杂质扩散 硼杂质扩散 硼杂质扩散 P N 　　在 N 型硅片(集电区)氧化膜上刻一个窗口，将硼杂质进行扩散形成 P 型的基区，再在 P 型区上刻窗口，将磷杂质进行扩散形成N型的发射区。引出三个电极即可。 C 2.1 BJT工作原理 2.1.1 BJT结构与符号 三个独立的掺杂区和两个PN结构成的三端器件。 (a)NPN 型 e c b 符号 集电区 集电结 基区 发射结 发射区 集电极 c(collector) 基极 b(base) 发射极 e(emmiter) N N P N N P 集电极 c 发射极 e 基极 b 基区：较薄，掺杂浓度很低(多子浓度低） 发射区：掺杂浓度较高（多子浓度高） 集电区：面积较大，掺杂浓度较低 集电区 集电结 基区 发射结 发射区 集电极 c 发射极 e 基极 b 　 　 c b e 符号 N N P P N 　(b)PNP 型 以 NPN 型三极管为例讨论 c N N P e b b e c 表面看 　　三极管若实现放大，必须从三极管内部结构和外部所加电源的极性来保证。 　不具备放大作用 2.1.2 放大状态下BJT内部载流子的传输过程 b e c Rc Rb I E IB 　　1. 发射　发射区电子不断向基区扩散，基区的空穴扩散到发射区—形