模电第一章3节案例分析.ppt

第三节 双极型三极管 * 第三节 双极结型三极管 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。 双极结型三极管又称为 ： 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： 杂质浓度低 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 * N N P 发射极 E 基极 B 集电极 C 发射结 集电结 — 基区 — 发射区 — 集电区 NPN 型 P P N E B C PNP 型 E C B E C B 无论是NPN型管还是PNP型管，它们内部均含有三个区：发射区、基区、集电区。从三个区各引出一个金属电极分别称为发射极（e）、基极（b）和集电极（c）；同时在三个区的两个交界处形成两个PN结，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结，集电区与基区之间形成的PN结称为集电结。 晶体管（三级管）有三区、三极、两结。 * 三极管的外形结构 常见三极管的外形结构如下图所示。 三极管放大的外部条件 B E C N N P 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 EB RB EC RC 即：VCVBVE 即：VCVBVE 二、三极管中载流子的运动和电流分配关系 * 1) 发射区向基区注入多子电子， 形成发射极电流 IE。 I Cn 多数向 BC 结方向扩散形成 ICn。 IE 少数与空穴复合，形成 IBn 。 I Bn 基区空 穴来源 基极电源提供(IB) 集电区少子漂移(ICBO) I CBO IB IBn ? IB + ICBO 即： IB = IBn – ICBO 3) 集电区收集扩散过来的载流子形成集电极电流 IC IC I C = ICn + ICBO 2)电子到达基区后 (基区空穴运动因浓度低而忽略) 1、三极管中载流子的运动 * Rb Rc VBB VCC e c b 发射极电流 （1）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 IE IBn ICBO 集电极电流 基极电流 下页 上页 首页 * Rb Rc VBB VCC e c b IE IC IB ICn IE IBn ICBO IC = ICn + ICBO IBn = IB+ ICBO IE = ICn + IBn IE = IC + IB 下页 上页 首页 2、三极管中电流分配关系 在三极管中发射极电流IE等于集电极电流IC和基极电流IB之和。 * Rb Rc VBB VCC e c b IE IC IB ICn IE IBn ICBO IC = ICn + ICBO IC = α IE + ICBO 当ICBO IC时，可得 ≈ IC IE α IE = ICn + IBn 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 将 代入IC = ICn + ICBO 得 3、三极管中电流放大作用 * 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 IC ≈ βIB ICEO称为穿透电流。 下页 上页 首页 IC = α (IC + IB )+ ICBO IC受控于IB， 即：IB变化一点， IC变化βIB * IE = IC + IB IC