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ICB0 当发射极开路(IE=0)时, 集电极-基极的反向电流 第六十一页,共八十八页,2022年,8月28日 反向电流=少子电流+多子电流 ▲集电结加反偏→势垒区两边的少子密度<平衡时的少子密度→基区中的少子(电子)及集电区中的少子(空穴)都向结区扩散→少子电流 ▲体内复合中心和界面态复合中心→多子电流 第六十二页,共八十八页,2022年,8月28日 B E C N N P EB RB EC IE 集电结反偏,有少子形成的反向电流ICBO。 ICBO IC=ICE+ICBO?ICE IBE ICE 从基区扩散来的电子作为集电结的少子,漂移进入集电结而被收集,形成ICE。 第二十九页,共八十八页,2022年,8月28日 IB=IBE-ICBO?IBE IB B E C N N P EB RB EC IE ICBO ICE IC=ICE+ICBO ?ICE IBE 第三十页,共八十八页,2022年,8月28日 ICE与IBE之比称为电流放大倍数 要使三极管能放大电流,必须使发射结正偏,集电结反偏。 第三十一页,共八十八页,2022年,8月28日 直流电流放大系数 电流放大系数表示放大电流的能力 电路接法不同,放大系数也不同 共基极直流电流放大系数 α 集电极输出电流与发射极输入电流之比 第三十二页,共八十八页,2022年,8月28日 第三十三页,共八十八页,2022年,8月28日 第三十四页,共八十八页,2022年,8月28日 基区输运系数 β* 晶体管的发射效率γ 注入基区的电子电流 与发射极电流的比值 到达集电结的电子电流 与进入基区的电子电流之比 如电子在基区输运过程中复合损失很少,则InC≈InE,β*≈1。 第三十五页,共八十八页,2022年,8月28日 减小基区体内复合电流IVR是提高β*的有效途径,而减小IVR的主要措施是减薄基区宽度WB,使基区宽度远小于少子在基区的扩散长度LnB,即WB远小于LnB。 所以,在晶体管生产中,必须严格控制基区宽度,从而得到合适的电流放大系数。若基区太宽,甚至比基区少子扩散长度大得多,则晶体管相当于两个背靠背的二极管。发射结相当于一只正向偏压二极管,集电结相当于一只反向偏压二极管,互不相干。这样,晶体管就失去放大电流、电压的能力。 第三十六页,共八十八页,2022年,8月28日 共发射极直流电流放大系数 因为IE=IB+IC 当β=20时,由上式可以算得α=0.95;β=200时,α=0.995。所以,一般晶体管的α很接近于1。 第三十七页,共八十八页,2022年,8月28日 晶体管的放大作用 晶体管在共射极运用时,IC=βIB。由于β远大于1,输入端电流IB的微小变化,将引起输出端电流IC较大的变化,因此具有放大电流的能力。 在共基极运用时,IC=αIE。由于α接近于1,当输入端电流IE变化△IE时,引起输出端电流IC的变化量△IC小于等于△IE。所以起不到电流放大作用。但是可以进行电压和功率的放大。 第三十八页,共八十八页,2022年,8月28日 晶体管具有放大能力,必须具有下面条件 (1)发射区杂质浓度比基区杂质浓度高得多, 即NE远大于NB,以保证发射效率γ≈1; (2)基区宽度WB远小于LnB, 保证基区输运系数β*≈1; (3)发射结必须正偏,使re很小; 集电结反偏,使rc很大,rc远大于re。 第三十九页,共八十八页,2022年,8月28日 晶体管的特性曲线 晶体管的特性曲线形象地表示出晶体管各电极电流与电压间的关系,反映晶体管内部所发生的物理过程,以及晶体管各直流参数的优劣。 所以,在生产过程中常用特性曲线来判断晶体管的质量好坏。 晶体管的接法不同,其特性曲线也各不相同。 第四十页,共八十八页,2022年,8月28日 共基极输入特性曲线 输出电压VCB一定时,输入电流与输入电压的关系曲线,即IE~VBE关系曲线。 第四十一页,共八十八页,2022年,8月28日 第四十二页,共八十八页,2022年,8月28日 由于发射结正向偏置,所以,IE~VBE输入特性实际上就是正向P-N结的特性,因而IE随VBE指数增大。 但它与单独P-N结间存在差别,这是由于集电结反向偏置VCB影响的结果。若VCB增大,则集电结的势垒变宽,势垒区向基区扩展,这样就使有效基区宽度随VCB增加而减小(这种现象称为基区宽变效应)。由于WB减小,使少子在基区的浓度梯度增加,从而引起发射区向基区注入的电子电流InE增加,因而发射极电流IE就增大
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