雙極型晶體三極管

1、 雙極型晶體三極管雙極型晶體三極管. . BJTBJT的工作原理的工作原理. . BJTBJT的靜態(tài)特性曲線的靜態(tài)特性曲線. . BJTBJT主要參數(shù)主要參數(shù).4 .4 BJTBJT簡(jiǎn)化直流模型及工作簡(jiǎn)化直流模型及工作 狀態(tài)分析狀態(tài)分析（略）（略）.5 .5 BJTBJT交流小信號(hào)模型交流小信號(hào)模型 三極管及放大電路三極管及放大電路2.1 BJT工作原理工作原理一、一、 基本結(jié)構(gòu)、符號(hào)基本結(jié)構(gòu)、符號(hào)NNPNPN型型PNP集電極集電極集電極集電極基極基極基極基極發(fā)射極發(fā)射極發(fā)射極發(fā)射極BBCCEEPNP型型基區(qū)：較薄，基區(qū)：較薄，摻雜濃度低摻雜濃度低集電區(qū)：集電區(qū)：面積較大面積較大發(fā)射區(qū)：發(fā)射區(qū)

2、：摻雜濃度較高摻雜濃度較高BECNNP基極基極發(fā)射極發(fā)射極集電極集電極發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電結(jié)BECNNPBECPPNEBCBEC* 三極管的符號(hào)三極管的符號(hào)NPN型三極管型三極管PNP型三極管型三極管二、二、IE， IB， IC 電流形成電流形成BECNNPEBRBECIE進(jìn)入進(jìn)入P區(qū)的電子區(qū)的電子少部分與基區(qū)的少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成空穴復(fù)合，形成電流電流IB ，多數(shù)擴(kuò)，多數(shù)擴(kuò)散到集電結(jié)。散到集電結(jié)。發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)不斷向基區(qū)擴(kuò)散，形成擴(kuò)散，形成發(fā)射極電流發(fā)射極電流IE。I IB BBECNNPEBRBECIE集電結(jié)反偏，有集電結(jié)反偏，有少子形成的

3、反向少子形成的反向電流電流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBO ICEICE從基區(qū)擴(kuò)從基區(qū)擴(kuò)散到集電散到集電區(qū)的電子，區(qū)的電子，被收集，被收集，形成形成ICE。BJT 內(nèi)部載流子的傳輸過(guò)程：內(nèi)部載流子的傳輸過(guò)程：（1）、）、E區(qū)向區(qū)向B區(qū)注入電子區(qū)注入電子,形成形成I IE E（2）、電子在）、電子在B區(qū)復(fù)合，形成區(qū)復(fù)合，形成I IB B （3）、）、 C區(qū)收集電子，形成區(qū)收集電子，形成I IC CI IB B2.22.2 BJTBJT的靜態(tài)特性曲線的靜態(tài)特性曲線iCmA AVVvCEvBERBiBECEB 實(shí)驗(yàn)線路實(shí)驗(yàn)線路一、一、輸入特性輸入特性: :vCE 1ViB( A)vBE(V)

4、204060800.40.8工作壓降：工作壓降： 硅管硅管VBE 0.50.7V,鍺管鍺管UBE 0.10.3V。vCE=0VvCE =0.5V 死區(qū)電壓死區(qū)電壓:硅管硅管0.5-0.7V，鍺，鍺管管0.1-0.3V。()BBECEif vv常數(shù)二、二、輸出特性輸出特性: :iC(mA )1234vCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 AVBVE和和VCVB ， IC只與只與IB有關(guān)有關(guān)且且IC= IB，稱(chēng)為放大稱(chēng)為放大區(qū)區(qū)()BECCEif vv常數(shù)VCE 0.3V, VBVE和和VBVC ，稱(chēng)稱(chēng)為飽和區(qū)。為飽和區(qū)。IB=0,IC=ICEO,VB VE和和VBI

5、C，VCE 0.3V (3) 截止區(qū)：截止區(qū)：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏， IB=0 ， IC=ICEO 0 1、三極管工作在三個(gè)區(qū)域的條件及特點(diǎn)、三極管工作在三個(gè)區(qū)域的條件及特點(diǎn):C C、E E間相當(dāng)于短路間相當(dāng)于短路C C、E E間相當(dāng)于開(kāi)路間相當(dāng)于開(kāi)路CBII直流電流放大系數(shù)：2、電流的放大作用及分配、電流的放大作用及分配CBII交流電流放大系數(shù)： ，大約為10-100電流分配關(guān)系(1)CBEBCBIIIIIIIB=020 A40 A60 A80 AiC(mA)1234vCE(V)369123、溫度對(duì)、溫度對(duì)參數(shù)及特性參數(shù)及特性的影響的影響T 、 ICEO 、 ICBO

6、ICiCuCE溫度上升時(shí)，溫度上升時(shí)，輸出特性曲輸出特性曲線上移線上移思考思考1：處于放大區(qū)時(shí)，處于放大區(qū)時(shí)，NPN型、型、PNP型兩種三極管的各型兩種三極管的各 電極電位如何？電極電位如何？EBCBECN NN NP PP PP PN NVB、VC、VE大于零大于零VB、VC、VE小于零小于零且且VC VBVE且且-VC - VB-VE總的來(lái)說(shuō)總的來(lái)說(shuō):處于放大區(qū)時(shí)，處于放大區(qū)時(shí)，NPN型、型、PNP型兩種三極管，型兩種三極管，滿(mǎn)足滿(mǎn)足CBEV V V思考思考2：在同一坐標(biāo)上繪制在同一坐標(biāo)上繪制NPNNPN型、型、PNPPNP型三極管的型三極管的 輸出特性曲線輸出特性曲線IB=020 A40

7、 A60 A80 AiC2(mA)1234vCE(V)-12-9 -6IB=020 A40 A60 A80 A-3IB=020 A40 A60 A80 AiC1(mA)1234vCE(V)369 12BECN NN NP Pi iC1C1EBCP PP PN Ni iC2C2vCE(V)iC2(mA)2.32.3 BJTBJT主要參數(shù)主要參數(shù)前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的前面的電路中，三極管的發(fā)射極是輸入輸出的公共點(diǎn)，稱(chēng)為共射接法，相應(yīng)地還有共基、共公共點(diǎn)，稱(chēng)為共射接法，相應(yīng)地還有共基、共集接法。集接法。共射共射直流電流放大倍數(shù)直流電流放大倍數(shù)：BCII_工作于動(dòng)態(tài)的三極管，真正的信

8、號(hào)是疊加在工作于動(dòng)態(tài)的三極管，真正的信號(hào)是疊加在直流上的交流信號(hào)?；鶚O電流的變化量為直流上的交流信號(hào)?；鶚O電流的變化量為 IB，相應(yīng)的集電極電流變化為相應(yīng)的集電極電流變化為 IC，則則交流電流放交流電流放大倍數(shù)大倍數(shù)為：為：BIIC1. 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)和和 _2.集集- -基極反向飽和電流基極反向飽和電流ICBO AICBOICBO是集是集電結(jié)反偏電結(jié)反偏由少子的由少子的漂移形成漂移形成的反向電的反向電流，受溫流，受溫度的變化度的變化影響。影響。BECNNPICBOICEO= IBE+ICBO IBE IBEICBO進(jìn)入進(jìn)入N區(qū)，形成區(qū)，形成IBE。根據(jù)放大關(guān)系，根據(jù)放大關(guān)系，由于由

9、于IBE的存的存在，必有電流在，必有電流 IBE。集電結(jié)反集電結(jié)反偏有偏有ICBO3. 集集- -射極反向飽和電流射極反向飽和電流ICEOICEO受溫度影響受溫度影響很大，當(dāng)溫度上很大，當(dāng)溫度上升時(shí)，升時(shí)，ICEO增加增加很快，所以很快，所以IC也也相應(yīng)增加。相應(yīng)增加。三極三極管的溫度特性較管的溫度特性較差差。4.集電極最大電流集電極最大電流ICM集電極電流集電極電流IC上升會(huì)導(dǎo)致三極管的上升會(huì)導(dǎo)致三極管的 值的下降，值的下降，當(dāng)當(dāng) 值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電流即為流即為ICM。5.集集-射極反向擊穿電壓射極反向擊穿電壓U(BR)CEO當(dāng)集當(dāng)集-射

10、極之間的電壓射極之間的電壓UCE超過(guò)一定的數(shù)值超過(guò)一定的數(shù)值時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手冊(cè)上給出的數(shù)值是時(shí)，三極管就會(huì)被擊穿。手冊(cè)上給出的數(shù)值是25 C、基極開(kāi)路時(shí)的擊穿電壓?；鶚O開(kāi)路時(shí)的擊穿電壓。6. 集電極最大允許功耗集電極最大允許功耗PCM 集電極電流集電極電流IC 流過(guò)三極管，流過(guò)三極管， 所發(fā)出的焦耳所發(fā)出的焦耳 熱為：熱為：PC =ICUCE 必定導(dǎo)致結(jié)溫必定導(dǎo)致結(jié)溫 上升，所以上升，所以PC 有限制。有限制。PC PCMICUCEICUCE=PCMICMU(BR)CEO安全工作區(qū)安全工作區(qū)常見(jiàn)三極管實(shí)物外形常見(jiàn)三極管實(shí)物外形2.5 BJT交流小信號(hào)模型交流小信號(hào)模型一、一、 輸入回路

11、的等效輸入回路的等效（b、e間的等效）間的等效）從輸入特性可知，當(dāng)從輸入特性可知，當(dāng)工作點(diǎn)圍繞工作點(diǎn)圍繞Q點(diǎn)作小點(diǎn)作小幅波動(dòng)時(shí)，可將幅波動(dòng)時(shí)，可將Q1、Q2曲線近似為線段。曲線近似為線段。26(mV)200( )(1)(mA)beEQrI rbe的量級(jí)從幾百歐到幾千歐。的量級(jí)從幾百歐到幾千歐。cvbeibvceicbeiBuBE vBE iBQQ2Q1三極管的三極管的b、e間間可等效為電阻可等效為電阻rbe等等效效rbeibbeiCvCE從輸出特性從輸出特性可知，三極可知，三極管處于放大管處于放大區(qū)時(shí)，區(qū)時(shí)，i iC C與與vce無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)二、二、 輸出回路的等效輸出回路的等效（c、e間的等效）間的等效）三極管的微變?nèi)龢O管的微變等效電路等效電路cvbeibvceicbe三極管