03微電子概論半導(dǎo)體分立器件

1、半導(dǎo)體器件物理（分立器件）,（半導(dǎo)體器件） 哈爾濱工程大學(xué) 信息與通信工程學(xué)院,前言,我們將講解半導(dǎo)體器件-二極管，三極管（晶體管），MOS管的物理學(xué)原理和電學(xué)的基本特性，實(shí)際上這些特性和這些器件的物理學(xué)結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。我們還要學(xué)習(xí)半導(dǎo)體器件的工藝步驟、工藝流程和工藝原理，這也將加深我們對半導(dǎo)體器件的理解。,第一章.半導(dǎo)體器件基礎(chǔ),半導(dǎo)體及其基本特性 什么是半導(dǎo)體？ 金屬：電導(dǎo)率106104(Wcm-1)； 半導(dǎo)體：電導(dǎo)率10410-10(Wcm-1)，含禁帶； 絕緣體：電導(dǎo)率10-10(Wcm-1)，禁帶較寬； 半導(dǎo)體的特點(diǎn)： 電導(dǎo)率隨溫度上升而指數(shù)上升； 雜質(zhì)的種類和數(shù)量決定其電導(dǎo)率； 可以

2、實(shí)現(xiàn)非均勻摻雜； 光輻照、高能電子注入、電場和磁場等影響其電導(dǎo)率；,1. 常見半導(dǎo)體材料及其結(jié)構(gòu),單一元素半導(dǎo)體(IV族)：硅（Si）、鍺(Ge) 硅：地球上含量最豐富的元素之一，微電子產(chǎn)業(yè)用量最大、也是最重要的半導(dǎo)體材料； 化合物半導(dǎo)體：III族元素和V族構(gòu)成的III-V族化合物，如，GaAs(砷化鎵)，InSb(銻化銦)，GaP(磷化鎵)，InP(磷化銦)等，廣泛用于光電器件、半導(dǎo)體激光器和微波器件。,2.硅半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu),原子結(jié)合形式：共價鍵； 形成的晶體結(jié)構(gòu)： 構(gòu) 成 一 個正四面體， 具 有 金 剛 石 晶 體 結(jié) 構(gòu)； 硅(原子序數(shù)14)的物理化學(xué)性質(zhì)主要由最外層四個電子（稱為價電子

3、）決定。每個硅原子近鄰有四個硅原子，每兩個相鄰原子之間有一對電子，它們與兩個原子核都有吸引作用，稱為共價鍵。,硅的共價鍵結(jié)構(gòu),金剛石結(jié)構(gòu),3.半導(dǎo)體摻雜,電子擺脫共價鍵所需的能量，在一般情況下，是靠晶體內(nèi)部原子本身的熱運(yùn)動提供的。常溫下，硅里面由于熱運(yùn)動激發(fā)價健上電子而產(chǎn)生的電子和空穴很少，它們對硅的導(dǎo)電性的影響是十分微小的。 室溫下半導(dǎo)體的導(dǎo)電性主要由摻入半導(dǎo)體中的微量的雜質(zhì)（簡稱摻雜）來決定，這是半導(dǎo)體能夠制造各種器件的重要原因。,施主(Donor)摻雜,摻入在半導(dǎo)體中的雜質(zhì)原子，能夠向半導(dǎo)體中提 供導(dǎo)電的電子而本身成為帶正電的離子。這種雜質(zhì)稱為施主雜質(zhì)。如 在Si中摻入V族的P 和As。

4、,當(dāng)半導(dǎo)體中摻入施主雜質(zhì)，并主要靠施主提供的電子導(dǎo)電，這種靠電子導(dǎo)電的半導(dǎo)體稱為N型半導(dǎo)體。,受主(Acceptor)摻雜,摻入到半導(dǎo)體中的雜質(zhì)原子，能夠向半導(dǎo)體中提供導(dǎo)電的空穴而本身成為帶負(fù)電的離子。這種雜質(zhì)稱為受主雜質(zhì)。如在 Si中摻入III族的硼(B)元素。,當(dāng)半導(dǎo)體中摻有施主雜質(zhì)時，主要靠受主提供的空穴導(dǎo)電，這種依靠空穴導(dǎo)電的半導(dǎo)體叫做P型半導(dǎo)體。,半導(dǎo)體摻雜,當(dāng)一塊半導(dǎo)體中同時含有施主和受主雜質(zhì)時，受主和施主在導(dǎo)電性上會相互抵銷，這種現(xiàn)象叫做雜質(zhì)的“補(bǔ)償” 。 在有補(bǔ)償?shù)那闆r下，決定導(dǎo)電能力的是施主和受主濃度之差。 當(dāng)施主數(shù)量超過受主時，半導(dǎo)體就是N型的；反之，受主數(shù)量超過施主，則是

5、P型的。,雜質(zhì)補(bǔ)償,單位體積（通常指每立方厘米）雜質(zhì)的數(shù)量稱為雜質(zhì)濃度； 雜質(zhì)濃度分為電子濃度n和空穴濃度p。,4. 半導(dǎo)體電阻率和遷移率,電阻率/電導(dǎo)率定義： r - 電阻率(Wcm)；s - 電導(dǎo)率(S, W-1cm-1); 微分形式：由 或者,遷移率,電子平均漂移速度 ； 在dt時間內(nèi)通過A平面的 電荷數(shù)量dQ為： 電流密度 j 為： 與 相比，可以得到平均漂移速度： 與電場成正比； m 被稱為遷移率。,遷移率,遷移率是反映半導(dǎo)體中的載流子導(dǎo)電能力的重要參數(shù)，它決定了半導(dǎo)體器件的工作速度。 電導(dǎo)率 s = nqm,常溫300K下，常用半導(dǎo)體材料的遷移率,5. 半導(dǎo)體的能帶,電子的微觀運(yùn)動

6、服從量子力學(xué)規(guī)律。 其基本特點(diǎn)包含以下兩種運(yùn)動形式： 電子做穩(wěn)恒的運(yùn)動，具有完全確定的能量。 這種穩(wěn)恒的運(yùn)動狀態(tài)稱為量子態(tài)。 相應(yīng)的能量稱為能級。 在一定條件下，電于可以發(fā)生從一個量子志轉(zhuǎn)移到另一個量子態(tài)的突變。這種突變稱為量子躍遷。,半導(dǎo)體的能帶,半導(dǎo)體晶體中的電子的能量既不像自由電子哪樣連續(xù)，也不象孤立原子哪樣是一個個分立的能級，而是形成能帶，每一帶內(nèi)包含了大量的，能量很近的能級。能帶之間的間隙叫禁帶，一個能帶到另一個能帶之間的能量差稱為禁帶寬度。,價帶：0K條件下被電子填充的能量最高的能帶 導(dǎo)帶： 0K條件下未被電子填充的能量最低的能帶 禁帶：導(dǎo)帶底與價帶頂之間能帶 帶隙：導(dǎo)帶底與價帶頂

7、之間的能量差,半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu),電子和空穴的產(chǎn)生,電子擺脫共價鍵而形成一對電子和空穴的過程，在 能帶圖上看，就是一個價電子從價帶到導(dǎo)帶的量子躍遷過程。其結(jié)果是在導(dǎo)帶中增加了一個電子而在價帶中則出現(xiàn)了一個空的能級（空穴）。 半導(dǎo)體中的導(dǎo)電電子就是處于導(dǎo)帶中的電子，空穴的導(dǎo)電性反映的仍是價帶中電子的導(dǎo)電作用。,電子能量增加,空穴能量增加,雜質(zhì)能級 半導(dǎo)體中的雜質(zhì)原子可以使電子在其周圍運(yùn)動而形成量子態(tài)。雜質(zhì)量子態(tài)的能級處在禁帶之中。摻雜就是在禁帶中引入能級。,施主雜質(zhì)引入施主能級,雜質(zhì)能級,受主雜質(zhì)引入受主能級,淺能級：離導(dǎo)帶或者價帶很近，電離能很??； 深能級：離導(dǎo)帶或者價帶較遠(yuǎn)，電離能較大；,雜質(zhì)

8、補(bǔ)償,由于導(dǎo)帶和施主能級高于價帶和受主能級，導(dǎo)帶和施主能級上的電子總是先填充能量低的空能級，即空的受主或價帶能級； 當(dāng)同時存在施主摻雜和受主摻雜時，半導(dǎo)體的載流子個數(shù)是施主摻雜濃度和受主摻雜濃度之差： ND NA (NDNA) 或者 NA- ND(NAND),6.半導(dǎo)體中的載流子,載流子：能夠自由移動的電子和空穴； 如果共價鍵中的電子獲得足夠的能量，它就可以擺脫共價鍵的束縛，成為可以自由運(yùn)動的電子。 這時在原來的共價鍵上就留下了一個缺位，因?yàn)猷忔I上的電子隨時可以跳過來填補(bǔ)這個缺位，從而使缺位轉(zhuǎn)移到鄰鍵上去，所以，缺位也是可以移動的。這種可以自由移動的空位被稱為空穴。半導(dǎo)體就是靠著電子和空穴的移

9、動來導(dǎo)電的。 電子和空穴統(tǒng)稱為載流子。 電子：Electron 空穴：Hole,本征半導(dǎo)體：沒有摻雜的半導(dǎo)體； 本征載流子：本征半導(dǎo)體中的載流子，完全依靠電子-空穴對的產(chǎn)生； 本征載流子濃度： 電 子 濃 度 n, 空 穴 濃 度 p 熱平衡狀態(tài)： n=p=ni 且 np=ni2 ni與禁帶寬度和溫度有關(guān)，溫度一定時為常數(shù)。,半導(dǎo)體中的載流子,半導(dǎo)體中的載流子,非本征半導(dǎo)體的載流子,在非本征情形:,熱平衡時:,N型半導(dǎo)體：n大于p P型半導(dǎo)體：p大于n,多子：多數(shù)載流子 n型半導(dǎo)體：電子 p型半導(dǎo)體：空穴 少子：少數(shù)載流子 n型半導(dǎo)體：空穴 p型半導(dǎo)體：電子,半導(dǎo)體中的載流子,電中性條件: 正

10、負(fù)電荷之和為0,p + ND n NA = 0,施主和受主可以相互補(bǔ)償,p = n + Na Nd n = p + Nd Na,非本征半導(dǎo)體載流子,在摻雜的半導(dǎo)體中，多子和少子濃度是通過多子和少子平衡的基本公式 np=ni2和電中性條件來確定。,非本征半導(dǎo)體載流子濃度（雜質(zhì)濃度ni，所以可以忽略少子濃度）： n型半導(dǎo)體：電子 n ND 空穴 p ni2/ND p型半導(dǎo)體：空穴 p NA 電子 n ni2/NA,本征載流子濃度： n=p=ni 且 np=ni2,非本征半導(dǎo)體載流子濃度,過剩載流子（非平衡載流子）,由于受外界因素如光、電的作用，半導(dǎo)體中載流子的分布偏離了平衡態(tài)分布，稱這些偏離平衡分

11、布的載流子為過剩載流子,載流子的產(chǎn)生和復(fù)合：電子和空穴增加和消失的過程 電子空穴對：電子和空穴成對產(chǎn)生或復(fù)合,漂移電流,遷移率,電阻率,單位電場作用下載流子獲得平均速度 反映了載流子在電場作用下輸運(yùn)能力,載流子的漂移運(yùn)動： 載流子在電場作用下的 運(yùn)動,影 響 遷 移 率 的 因 素,影響遷移率的因素： 有效質(zhì)量m* 平均弛豫時間t（散射,體現(xiàn)在：溫度和摻雜濃度對遷移率的影響。,影響t長短的因素： 半導(dǎo)體中載流子的散射機(jī)制； 晶格散射（ 熱 運(yùn) 動 引 起） 電離雜質(zhì)散射（與摻雜濃度有關(guān),擴(kuò)散電流：,電子擴(kuò)散電流：,空穴擴(kuò)散電流：,愛因斯坦關(guān)系:,載流子的擴(kuò)散運(yùn)動： 載流子在化學(xué)勢作用下的運(yùn)動,

12、Dn為電子擴(kuò)散系數(shù),Dp為空穴擴(kuò)散系數(shù),過剩載流子的擴(kuò)散和復(fù)合,漂移-擴(kuò)散模型中半導(dǎo)體載流子的輸運(yùn)方程：,過剩載流子的擴(kuò)散過程,擴(kuò)散長度Ln和Lp: L=(D)1/2,思考,半導(dǎo)體、N型半導(dǎo)體、P型半導(dǎo)體、本征半導(dǎo)體、非本征半導(dǎo)體 載流子、電子、空穴、平衡載流子、非平衡載流子、過剩載流子 能帶、導(dǎo)帶、價帶、禁帶 摻雜、施主、受主 載流子的輸運(yùn)、漂移、擴(kuò)散、產(chǎn)生、復(fù)合,第二章 PN結(jié),1. PN結(jié)的結(jié)構(gòu),IC中的PN結(jié),PN結(jié),PN結(jié)最顯著的特點(diǎn)是具有整流特性，它只允許電流沿一個方向流動，不允許反向流動。,2. PN結(jié)的單向?qū)щ娦阅?P區(qū)為正、N區(qū)為負(fù)時，PN結(jié)為正向偏置,P區(qū)為負(fù)、N區(qū)為正時，

13、PN結(jié)為反向偏置,正向偏置的PN結(jié)，電流隨電壓的增加而迅速增加。反向偏置的PN ，電流很小基本可以忽略不計(jì)。,3. 平衡PN結(jié),空間電荷區(qū)耗盡層,空間電荷區(qū)為高阻區(qū)，因?yàn)槿鄙佥d流子,載流子漂移(電流)和擴(kuò)散(電流)過程保持平衡(相等)，形成自建場和自建勢,PN結(jié)空間電荷區(qū)（耗盡區(qū)）,形成的原因：載流子的漂移和擴(kuò)散運(yùn)動,耗盡區(qū),載流子 分布,平衡PN結(jié)的能帶：,費(fèi)米能級EF：反映了電子的填充水平某一個能級被電子占據(jù)的幾率為： E=EF時，能級被占據(jù)的幾率為1/2 本征費(fèi)米能級位于禁帶中央 如果沒有外加偏壓，費(fèi)米能級處處相等,自建勢qVbi,平衡時的能帶結(jié)構(gòu),自建場和自建勢： (勢壘、接觸電勢差)

14、,PN兩邊摻雜濃度越高，接觸電勢差越大； 禁帶寬度越大，ni越小，接觸電勢差越大；,4. PN結(jié)的正向特性,正向偏置時的能帶圖,正向偏置時，擴(kuò)散大于漂移，PN結(jié)的正向注入效應(yīng)。,N區(qū),P區(qū),空穴：,擴(kuò)散移動的非平衡載流子形成正向電流：,電子：,P區(qū),N區(qū),擴(kuò)散,擴(kuò)散,漂移,漂移,正向的PN結(jié)電流輸運(yùn)過程,電流傳輸與轉(zhuǎn)換（載流子的擴(kuò)散和復(fù)合過程： N區(qū)電子在電場作用下漂移向XN，越過空間電荷區(qū)，經(jīng)過XP注入P區(qū)，成為非平衡少子，并以擴(kuò)散形式向XP運(yùn)動；在此過程中電子不斷與右面過來的空穴復(fù)合，直到XP處注入電子全部被復(fù)合，此時完全是空穴導(dǎo)電。但在任何一個截面處，電子和空穴電流之和相等。,5. PN

15、結(jié)的反向特性,N區(qū),P區(qū),空穴：,電子：,P區(qū),N區(qū),擴(kuò)散,擴(kuò)散,漂移,漂移,漂移載流子形成反向電流：,反向偏置時的能帶圖,反向偏置時，漂移大于擴(kuò)散，PN結(jié)的反向抽取作用。,反向偏置的PN結(jié)電流公式與正向的相同，只是這里的V是負(fù)值。,反向PN結(jié)的電流輸運(yùn),N區(qū)中離XN為擴(kuò)散長度的區(qū)域內(nèi)，XNXN區(qū)域產(chǎn)生的少子(空穴)有機(jī)會擴(kuò)散到邊界，在反向PN結(jié)的抽取作用下被拉到P區(qū)，成為多子漂移電流。 同樣P區(qū)的電子也類似。 反向抽取使邊界處的少子濃度減小，并隨反向偏壓的增大而很快趨于零，而邊界處少子的濃度變化最大不超過平衡時的少子濃度，所以PN結(jié)反偏時，電流隨電壓增大而很快趨于飽和。,6. PN結(jié)擊穿,P

16、N結(jié)反偏時，電流很小，但當(dāng)電壓超過臨界電壓時，電流會突然增大。這一臨界電壓稱為PN結(jié)的擊穿電壓。PN結(jié)的正向偏壓一般為0.7V，而它的反向擊穿電壓一般可達(dá)幾十伏，擊穿電壓與PN結(jié)的結(jié)構(gòu)及P區(qū)和P區(qū)的摻雜濃度有關(guān)。,普通PN的電壓電流特性,PN結(jié)擊穿,雪崩擊穿: PN結(jié)反偏電壓增大時，空間電荷區(qū)電場增強(qiáng)，通過空間電荷區(qū)的電子和空穴在電場作用下獲得足夠大的能量，當(dāng)與晶格原子碰撞時可以使?jié)M帶的電子激發(fā)到導(dǎo)帶，形成電子-空穴對，這種現(xiàn)象成為“碰撞電離”。新的電子-空穴對又在電場作用下獲得足夠的能量，通過碰撞電離又產(chǎn)生更多的電子-空穴對，當(dāng)反偏電壓大到一定值后，載流子碰撞電離的倍增象雪崩一樣，非常猛烈，

17、使電流急劇增加，從而發(fā)生擊穿。這種擊穿是不可恢復(fù)的。,齊納/隧穿擊穿： 電子的隧道穿透效應(yīng)在強(qiáng)電場的作用下迅速增加的結(jié)果。,PN結(jié)電容：PN結(jié)空間電荷區(qū)的電荷以及兩側(cè)的載流子隨外加偏壓變化，因而PN結(jié)有電容效應(yīng)。,7 PN結(jié)電容（勢壘電容）,Xm為空間電荷區(qū)寬度，它不是一個常數(shù)，它是隨電壓V變化的。,反偏電壓固定 反偏電壓減小 反偏電壓增大,8 PN結(jié)特性總結(jié),單向?qū)щ娦裕?正向偏置 反向偏置,正向?qū)?，注入效?yīng)，少數(shù)載流子擴(kuò)散電流 反向截止，抽取效應(yīng)，少數(shù)載流子擴(kuò)散電流,正向?qū)妷篤bi0.7V(Si),反向擊穿電壓Vrb,在集成電路中，PN結(jié)不僅作為有元器件使用（整流、穩(wěn)壓等），也可以作

18、為元件之間的電絕緣（稱為PN結(jié)隔離）。,PN結(jié)應(yīng)用,IC中的PN結(jié),PN結(jié),第三章 雙極晶體管,引言,雙極型半導(dǎo)體三極管（亦稱為晶體管）一般有三個電極（即三個引出腳），按工作性質(zhì)亦分為高、低頻晶體三極管；大功率、中功率和小功率晶體三極管；用作信號放大用的三極管和用做開關(guān)的三極管。按材料分有鍺半導(dǎo)體三極管和硅半導(dǎo)體三極管，由于硅三極管工作穩(wěn)定性較好，所以現(xiàn)在大部分三極管都是用硅材料做的。下面是一些三極管的外型。,大功率低頻三極管,中功率低頻三極管,小功率高頻三極管,返回,學(xué)習(xí)要點(diǎn),本 節(jié) 學(xué) 習(xí) 要 點(diǎn) 和 要 求,雙極型晶體管,半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu),晶體三極管常用參數(shù)的意義,晶體三極管的放大原理

19、,共射電路輸入特性曲線的意義,共射電路輸出特性曲線的意義,返回,半導(dǎo)體三極管特性主頁,一、晶體管結(jié)構(gòu)簡介,二、晶體管的電流分配和放大作用,三、晶體管的特性曲線,結(jié)束,四、半導(dǎo)體三極管(BJT)的主要參數(shù),雙極型晶體管主頁,返回,晶體管的特性一、晶體管結(jié)構(gòu)簡介1.晶體管的兩種結(jié)構(gòu),一、晶體管結(jié)構(gòu)簡介,1.晶體管一般由NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)組成,1、雙極型晶體管(BJT)結(jié)構(gòu)簡介,繼續(xù),2.晶體管的三個區(qū),一、晶體管結(jié)構(gòu)簡介,繼續(xù),2.晶體管有三個區(qū):,N集電區(qū),N,P基區(qū),e發(fā)射極,b 基極,c 集電極,發(fā)射區(qū),管芯結(jié)構(gòu)剖面圖,基區(qū)(P):很薄,空穴濃度較小引出基極b. 發(fā)射區(qū)(N):與基區(qū)的接

20、觸面較小引出發(fā)射極e. 集電區(qū)(N):與基區(qū)的接觸面較大引出集電極c.,1.晶體管一般由NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)組成,以NPN型晶體管為例。,發(fā)射極的電路符號,繼續(xù),一、晶體管結(jié)構(gòu)簡介,基區(qū)(P):很薄,空穴濃度較小引出基極b. 發(fā)射區(qū)(N):與基區(qū)的接觸面較小引出發(fā)射極e. 集電區(qū)(N):與基區(qū)的接觸面較大引出集電極c.,1.晶體管一般由NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)組成,PNP型,NPN型,半導(dǎo)體三極管電路符號,2.晶體管有三個區(qū):,3.晶體管的兩個PN結(jié),一、晶體管結(jié)構(gòu)簡介,1.晶體管一般由NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)組成,繼續(xù),本頁完,PNP型,NPN型,半導(dǎo)體三極管電路符號,NPN與PNP管具有幾乎

21、等同的特性，只不過各電極端的電壓極性和電流流向不同而已。,2.晶體管有三個區(qū):,很顯然 ， 三極管有兩個 PN結(jié)，發(fā)射區(qū)與基區(qū)間的稱為發(fā)射結(jié)，集電區(qū)與基區(qū)間的叫集電結(jié)。,二、晶體管的電流分配和放大作用1.晶體管正常工作時各極電壓的連接及作用,1.晶體管各PN結(jié)電壓連接的一般特性,繼續(xù),顧名思義：發(fā)射區(qū)的作用是發(fā)射電 子,集電區(qū)的作用是收集電子,下面以NPN型三極管 為例分析 載流子(即電子和空穴)在晶體管內(nèi)部的傳輸情況。,二、晶體管的電流分配與放大作用,發(fā)射結(jié),集電結(jié),發(fā)射極,集電極,基極,發(fā)射結(jié)必須處于正向偏置目的削弱發(fā)射結(jié),集電結(jié)必須處于反向偏置目的增強(qiáng)集電結(jié),VEE,VCC,+,+,IC

22、N,連接BJT各極間電壓的一般特性,晶體管的電流分配,晶體管的放大作用,2、晶體管的電流分配與放大作用,動畫演示,繼續(xù),VEE,VCC,ICN,發(fā)射結(jié)必須處于正向偏置目的削弱發(fā)射結(jié),集電結(jié)必須處于反向偏置目的增強(qiáng)集電結(jié),二、晶體管的電流分配與放大作用,分析集電結(jié)電場方向知 , 反向偏置有利于收集在基區(qū)的電子,1.晶體管各PN結(jié)電壓連接的一般特性,發(fā)射結(jié)變薄有利于發(fā)射區(qū)的電子向基區(qū)擴(kuò)散,連接BJT各極間電壓的一般特性,晶體管的電流分配,晶體管的放大作用,二、晶體管的電流分配與放大作用,2.晶體管的電流分配發(fā)射極電流的組成,2.晶體管的電流分配,發(fā)射極電流IE :主要由發(fā)射區(qū)的電子擴(kuò)散(IEN)而

23、成,亦有極少數(shù)的由基區(qū)向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散 的空穴電流(IEP)。,繼續(xù),IE =IEN+IEP IEN,VEE,VCC,ICN,注意電流方向：電流方向與電子移動方向相反,與空穴移動方向相同。,1.晶體管各PN結(jié)電壓連接的一般特性,晶體管的電流分配,晶體管的放大作用,二、晶體管的電流分配與放大作用,基極電流的形成,繼續(xù),本頁完,基極電流IB: 基極電流主要由基區(qū)的空穴 與從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散 過來的電子復(fù)合而成。同時電源VEE又不斷地從基區(qū)中把電子拉走, 維持基區(qū)有一定數(shù)量的空穴。,VEE,VCC,ICN,2.晶體管的電流分配,1.晶體管各PN結(jié)電壓連接的一般特性,由于基區(qū)有少量空穴,所以從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散過來的電

24、子在基區(qū)會被復(fù)合掉一些,形成基極電流。,晶體管的電流分配,晶體管的放大作用,集極電流的形成,二、晶體管的電流分配與放大作用,繼續(xù),本頁完,集電極電流IC:集電極電流主要由集電結(jié)收集從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散至基區(qū)的電子而成(ICN)。亦有由于基區(qū)和集電區(qū)的少子漂移作用而產(chǎn)生的很小的反向飽和電流ICBO。,VEE,VCC,IC =ICN+ICBO ICN,ICN,由于基區(qū)空穴的復(fù)合作用 ,集電區(qū)收集的電子數(shù)會比發(fā)射區(qū)擴(kuò)散的電子數(shù)要小一些 , 即集電極電流IC比發(fā)射極電流 IE要小一些。,2.晶體管的電流分配,1.晶體管各PN結(jié)電壓連接的一般特性,晶體管的電流分配,晶體管的放大作用,二、晶體管的電流分配與放大作

25、用,IE=IB+IC,繼續(xù),本頁完,由電路分析的內(nèi)容可知,三個電極之間的電流關(guān)系為：,VEE,VCC,IE = IB + IC,Rb,VEE,VCC,RL,IB,發(fā)射極與基極之間為正向偏置,+,+,IE = IB + IC,集電極與基極之間為反向偏置,IC,2.晶體管的電流分配,1.晶體管各PN結(jié)電壓連接的一般特性,三極管的三個極不管如何連接,這個關(guān)系是不會改變的。,以后畫電路時三極管就不再使用結(jié)構(gòu)圖而用電路符號圖了。,晶體管的電流分配,晶體管的放大作用,二、晶體管的電流分配與放大作用,系數(shù)的意義,繼續(xù),本頁完,為了表示集電極收集發(fā)射區(qū)發(fā)射電子的能力,通常使用一個常數(shù)hfb()表示,VEE,V

26、CC,hfb= = iCiE,2.晶體管的電流分配,1.晶體管各PN結(jié)電壓連接的一般特性,iC和iE 是表示通過三極管集電極和發(fā)射極電流的瞬時值.,晶體管的電流分配,晶體管的放大作用,系數(shù)的意義,繼續(xù),本頁完,為了表示集電極電流是基極電流的倍數(shù),通常使用一個常數(shù)hfe () 表示,VEE,VCC,hfe= = iCiB,hfe()稱為共發(fā)射極交流電流放大系數(shù),二、晶體管的電流分配與放大作用,2.晶體管的電流分配,1.晶體管各PN結(jié)電壓連接的一般特性,晶體管的電流分配,晶體管的放大作用,與之間的關(guān)系,繼續(xù),本頁完, hfb()與hfe()之間的關(guān)系,VEE,VCC,二、晶體管的電流分配與放大作用

27、,聯(lián)立下面三式可求出此關(guān)系式： iC= iB iC= iE iE = iC + iB 請同學(xué)們自己推導(dǎo),2.晶體管的電流分配,1.晶體管各PN結(jié)電壓連接的一般特性,晶體管的電流分配,晶體管的放大作用,3.放大作用,繼續(xù),本頁完,二、晶體管的電流分配與放大作用,3.放大作用,三極管的放大作用實(shí)際上 是使微小的信號(如微小變化的電壓、微小變化的電流）轉(zhuǎn)換成較大變化的信號。要使三極管有放大作用,必須與一些阻容元件按一定的方式連接成電路,稱為放大電路 。最基本的放大電路是共射極放大電路。,2.晶體管的電流分配,1.晶體管各PN結(jié)電壓連接的一般特性,晶體管的放大作用,(1)共射電路的組成,繼續(xù),本頁完,

28、vi,VBB,VCC,RL 1K,+,+,c,e,b,輸入與輸出回路共用發(fā)射極，所以稱為共發(fā)射極放大電路。,二、晶體管的電流分配與放大作用,=49,基極與發(fā)射極間組成輸入回路,3.放大作用,(1)共射極放大電路,集電極與發(fā)射極間組成輸出回路,晶體管共射極放大電路的組成,共射極電路的電壓放大原理,三極管的放大作用實(shí)際上 是使微小的信號(如微小變化的電壓、微小變化的電流）轉(zhuǎn)換成較大變化的信號。要使三極管有放大作用,必須與一些阻容元件按一定的方式連接成電路,稱為放大電路 。最基本的放大電路是共射極放大電路。,二、晶體管的電流分配與放大作用,三個交變電流,3.放大作用,繼續(xù),本頁完,(1)共射極放大電

29、路,vi,VBB,VCC,iB = IB + iB,iC = IC + iC,vO,iE = IE+ iE,+,+,+,c,e,b,RL 1K,=49,共射極電路的電壓放大原理,(2)共射電路的電壓放大,輸出電路同時產(chǎn)生一個變化的電流。,輸入信號電壓在輸入回路上產(chǎn)生一個變化的電流。,三極管的放大作用實(shí)際上 是使微小的信號(如微小變化的電壓、微小變化的電流）轉(zhuǎn)換成較大變化的信號。要使三極管有放大作用,必須與一些阻容元件按一定的方式連接成電路,稱為放大電路 。最基本的放大電路是共射極放大電路。,變化的電流在負(fù)載電阻上產(chǎn)生一個變化電壓。,三極管的放大作用實(shí)際上 是使微小的信號(如微小變化的電壓、微小

30、變化的電流）轉(zhuǎn)換成較大變化的信號。要使三極管有放大作用,必須與一些阻容元件按一定的方式連接成電路,稱為放大電路 。最基本的放大電路是共射極放大電路。,二、晶體管的電流分配與放大作用,3.放大作用,(1)共射極放大電路,(2)放大作用,繼續(xù),本頁完,這個放大電路的電壓放大倍數(shù)為,vi,VBB,VCC,iB = IB + iB,iC = IC + iC,vO,iE = IE+ iE,+,+,+,c,e,b,(2)共射電路的電壓放大,=49,RL 1K,設(shè)輸入信號電壓變化vi=20mV , 產(chǎn)生基極電流的變化量為iB = 20 A,輸出電流變化量為 iC= iB =4920 A =980A=0.98

31、mA,變化的電流在負(fù)載電阻上產(chǎn)生的電壓變化量為 vO= - iC RL = -0.98mA1k=-0.98V,共射極電路的電壓放大原理,AV = vo / vi = - 0.98V/20mV = - 49,三、晶體管的特性曲線1.共射極電路的特性曲線,輸入特性曲線就是研究三極管be之間輸入電流IB隨輸入電壓VBE的變化規(guī)律。,三、晶體管的特性曲線,1.共射電路的特性曲線,繼續(xù),(1)輸入特性,VBB,VCC,IB,IC,IE,+,+,c,e,b,三極管由于有三個極，放大電路由兩個回路組成 , 所以其特性曲線有兩組，一組為輸入特性曲線，另一組為輸出特性曲線 。,VCE,VBE,共射電路輸入特性曲

32、線,共射電路輸出特性曲線,3、型晶體管的特性曲線,(1)輸入特性曲線:輸入特性的意義,輸入特性曲線就是研究三極管be之間輸入電流IB隨輸入電壓VBE的變化規(guī)律。,三、晶體管的特性曲線,(1)輸入特性,VBB,VCC,+,+,c,e,b,輸入特性曲線的作法,VCE=常數(shù),繼續(xù),VBE /V,IB /A,IB=f(VBE )|,此式的意義是：令三極管ce間電壓VCE保持不變，研究 be 間電流IBE 隨電壓VBE的變化規(guī)律.,1.共射電路的特性曲線,共射電路輸入特性曲線,共射電路輸出特性曲線,IB,IC,IE,VCE,VBE,0,三、晶體管的特性曲線,(1)輸入特性,(1)輸入特性曲線：vCE=0

33、V時,先令VCC=0即VCE=0,VBB,VCC,+,+,c,e,b,繼續(xù),令VBB從0開始增加即VBE從0開始增加。,VCE=0V,1.共射電路的特性曲線,共射電路輸入特性曲線,共射電路輸出特性曲線,IB,IC,IE,VBE /V,IB /A,0,VCE,VBE,輸入特性曲線的作法,VCE=常數(shù),IB=f(VBE )|,此式的意義是：令三極管ce間電壓VCE保持不變，研究 be 間電流IBE 隨電壓VBE的變化規(guī)律.,VCE=0V時的輸入特性曲線。,三、晶體管的特性曲線,(1)輸入特性,(1)輸入特性曲線：vCE=0.5V時,然后增大VCC使VCE0.5V,VBB,VCC,+,+,c,e,b

34、,繼續(xù),再令VBB從0開始增加即VBE從0開始增加。,VCE=0V,0.5V,VCE=0.5V,1.共射電路的特性曲線,共射電路輸入特性曲線,共射電路輸出特性曲線,IB,IC,IE,VBE /V,IB /A,0,VCE,VBE,輸入特性曲線的作法,VCE=常數(shù),IB=f(VBE )|,此式的意義是：令三極管ce間電壓VCE保持不變，研究 be 間電流IBE 隨電壓VBE的變化規(guī)律.,VCE=0V時的輸入特性曲線。,VCE=0.5V時的輸入特性曲線。,三、晶體管的特性曲線,(1)輸入特性,(1)輸入特性曲線: vCE=1V時,繼續(xù)增大VCC使VCE 1V,VBB,VCC,+,+,c,e,b,繼續(xù)

35、,再令VBB從0開始增加即VBE從0開始增加。,VCE=0V,1V,VCE=0.5V,VCE=1V,1.共射電路的特性曲線,共射電路輸入特性曲線,共射電路輸出特性曲線,IB,IC,IE,VBE /V,IB /A,0,VCE,VBE,輸入特性曲線的作法,VCE=常數(shù),IB=f(VBE )|,此式的意義是：令三極管ce間電壓VCE保持不變，研究 be 間電流IBE 隨電壓VBE的變化規(guī)律.,VCE=1V時的輸入特性曲線。,三、晶體管的特性曲線,(1)輸入特性,(1)輸入特性曲線: vCE1V時,VBB,VCC,+,+,c,e,b,繼續(xù),本頁完,VCE=0V,1V,VCE=0.5V,VCE=1V,1

36、.共射電路的特性曲線,共射電路輸入特性曲線,共射電路輸出特性曲線,IB,IC,IE,VBE /V,IB /A,0,VCE,VBE,輸入特性曲線的作法,VCE=常數(shù),IB=f(VBE )|,此式的意義是：令三極管ce間電壓VCE保持不變，研究 be 間電流IBE 隨電壓VBE的變化規(guī)律.,當(dāng)VCE 超過 1V后輸入 特性 曲線基本與VCE =1V的曲線重合。,三、晶體管的特性曲線,(1)輸入特性,(1)輸入特性曲線綜述,VBB,VCC,+,+,c,e,b,繼續(xù),本頁完,1V,VCE=1V,1.共射電路的特性曲線,共射電路輸入特性曲線,共射電路輸出特性曲線,IB,IC,IE,VBE /V,IB /

37、A,0,VCE,VBE,輸入特性曲線的作法,VCE=常數(shù),IB=f(VBE )|,此式的意義是：令三極管ce間電壓VCE保持不變，研究 be 間電流IBE 隨電壓VBE的變化規(guī)律.,三極管 正常使用時VCE一般都超過1V，所以三極管 的輸入特性曲線 一般只畫出這 一根曲線。,三、晶體管的特性曲線,(1)輸入特性,(2)輸出特性曲線 輸出特性曲線的意義、畫法動畫顯示,(2)輸出特性,VBB,VCC,+,+,c,e,b,輸出特性曲線的作法,IB=常數(shù),繼續(xù),本頁完,輸出特性曲線就是研究三極管ce之間集電極電流IC隨ce間電壓VCE的變化規(guī)律。,此式的意義是：令三極管be間電流 IB保持不變，研究c

38、e間電流 IC 隨電壓VCE的變化規(guī)律.,I C=f(VCE )|,共射電路輸出特性曲線作法演示,1.共射電路的特性曲線,共射電路輸出特性曲線,IB,IC,IE,VCE,VBE,三、晶體管的特性曲線,(1)輸入特性,(2)輸出特性,繪輸出特性曲線的過程,繼續(xù),本頁完,O,先把IB調(diào)至 某 一 固定值并保持不變。,然后再調(diào)節(jié)電源電壓使 VCE 改變，觀察IC的變化，記 錄下來。,某一固定IB時的輸出曲線,共射電路輸出特性曲線作法演示,1.共射電路的特性曲線,共射電路輸出特性曲線,根據(jù) 記錄 可繪出IC隨 VE 變化的伏安特性曲線 , 此曲線稱為輸出特性曲線。,三、晶體管的特性曲線,(1)輸入特性

39、,(2)輸出特性,繪輸出特性曲線的過程,繼續(xù),本頁完,O,再把 IB 調(diào)至稍小的另一固定值IB1并保持不變。,仍舊 調(diào)節(jié) 電源電壓使VCE 改變，觀察IC的變化 , 記錄下來。,IB1,IB2,共射電路輸出特性曲線作法演示,重復(fù)此過程可繪出一組輸出特性曲線,1.共射電路的特性曲線,共射電路輸出特性曲線,根據(jù) 記錄 可繪出IC隨 VCE 變化的另一根輸出特性曲線。,某一固定IB時的輸出曲線,三、晶體管的特性曲線,(1)輸入特性,(2)輸出特性,輸出特性曲線的特點(diǎn),某一固定IB時的輸出曲線,IB1,繼續(xù),本頁完,O,IB2,共射電路輸出特性曲線作法演示,VCEQ,Q,ICQ,IBQ,1.共射電路的

40、特性曲線,共射電路輸出特性曲線,剛開始時 , 每一根輸出特性曲線都很陡,表明IC隨 VCE 的 增 大而急劇增大。,當(dāng) VCE 增至 一定數(shù)值時(一般小于1V ) 輸出特性曲線變得 較為平坦段,表明 IC基本不隨VCE而變化。,輸出特性曲線是由一簇間隔基本均勻,比較平坦的平行直線組成的，每一根曲線上的一點(diǎn)都對應(yīng)一組 IBE、VCE和IC。,三、晶體管的特性曲線,(1)輸入特性,(2)輸出特性,利用輸出特性曲線求電流放大倍數(shù),繼續(xù),本頁完,取任意兩條曲線的平坦段，讀出其基極電流之差。,hfe= =, IC, IB,=, iC, iB,IB = IB1 - IB2,IC,IC1,IC2,共射電路輸

41、出特性曲線作法演示,從輸出特性曲線可以求出三極管的交流電流放大系數(shù)hfe()(即輸出電流的變化 IC量是輸入電流變化量 IB的多少倍)。下面介紹求的方法。,1.共射電路的特性曲線,共射電路輸出特性曲線,再讀出這兩條曲線對應(yīng)的集電極電流之差。,四、半導(dǎo)體三極管(BJT)的主要參數(shù)1.與,四、半導(dǎo)體三極管的主要參數(shù),1.電流放大系數(shù)hfe () 和hfb (),繼續(xù),本頁完,VEE,VCC,直流 和交流 ,直流 和交流 ,電流放大系數(shù) ( hfe )與 ,極間反向電流ICBO、ICEO,頻率參數(shù)fhfe、fhfb、fT,4、晶體管的主要參數(shù),極限參數(shù)ICM、VBR 、 PCM,極間反向電流ICBO

42、、ICEO,頻率參數(shù)fhfe、fhfb、fT,極限參數(shù)ICM、VBR 、 PCM,四、半導(dǎo)體三極管的主要參數(shù),2.極間反向電流集基反向ICBO穿透電流ICEO,2.極間反向電流,繼續(xù),本頁完,VEE,VCC,集電極-基極反向飽和電流ICBO,集電極-發(fā)射極反向飽和電流ICEO(習(xí)慣稱為穿透電流),1.電流放大系數(shù)hfe () 和hfb (),四、半導(dǎo)體三極管的主要參數(shù),3.頻率參數(shù),(1)共發(fā)射極截止頻率fhfe,三極管的放大倍數(shù)hfe和hfb在一定的頻率范圍內(nèi)是不變的，但當(dāng)頻率增加到一定大小后，由于PN結(jié)電容的存在，都將隨著頻率的升高而下降，頻率參數(shù)就是表征電流放大倍數(shù)隨頻率變化而變化的參數(shù)

43、。,3.頻率參數(shù)(1)共發(fā)射極截止頻率fhfe,繼續(xù),共發(fā)射極截止頻率fhfe : 設(shè)三極管在低頻時的共射電流放大倍數(shù)為 hfe0 (此時為最大值) , 當(dāng)工作頻率升高至使三極管的hfe下降至0.707hfe0 時所對應(yīng)的工作頻率，稱為共發(fā)射極截止頻率fhfe 。,本頁完,頻率參數(shù)fhfe、fhfb、fT,極限參數(shù)ICM、VBR 、 PCM,fhfe,f,0,|hfe|,0.707 |hfe0|,由曲線知，hfe 在較低頻率段是不變，數(shù)值為hfe0，但當(dāng)頻率高于某一數(shù)值后， hfe開始下降。,|hfe0|,這個頻率fhfe 就稱為共射極截止頻率。在工程上一般認(rèn)為此時三極管已經(jīng)沒有放大能力，所以

44、三極管是不能在此頻率的范圍外工作的。,四、半導(dǎo)體三極管的主要參數(shù),3.頻率參數(shù),(1)共發(fā)射極截止頻率fhfe,共射電流放大倍數(shù)與頻率的關(guān)系為,討論曲線的來源,繼續(xù),本頁完,頻率參數(shù)fhfe、fhfb、fT,極限參數(shù)ICM、VBR 、 PCM,f,0,fhfe,f,1+j,因?yàn)閔fe是相量，所以必須寫成復(fù)變量形式 ，其模 ( 即電流放大倍數(shù)的數(shù)值)為,( f / fhfe )2,1+,由此可繪出如右圖所示的共射電流放大倍數(shù)隨頻率變化的曲線。,共發(fā)射極截止頻率fhfe : 設(shè)三極管在低頻時的共射電流放大倍數(shù)為 hfe0 (此時為最大值) , 當(dāng)工作頻率升高至使三極管的hfe下降至0.707hfe

45、0 時所對應(yīng)的工作頻率，稱為共發(fā)射極截止頻率fhfe 。,fhfe,|hfe|,0.707 |hfe0|,|hfe0|,四、半導(dǎo)體三極管的主要參數(shù),3.頻率參數(shù),(2)共基極截止頻率fhfb,(2)共基極截止頻率fhfb,繼續(xù),同理,共基極截止頻率fhfb : 設(shè)三極管在低頻時的共基電流放大倍數(shù)為 hfb0(此時為最大值) , 當(dāng)工作頻率升高至使三極管的hfb下降至0.707hfb0 時所對應(yīng)的工作頻率，稱為共基極截止頻率fhfb 。,本頁完,頻率參數(shù)fhfe、fhfb、fT,極限參數(shù)ICM、VBR 、 PCM,fhfb,f,0,|hfb|,0.707 |hfb0|,|hfb0|,(1)共發(fā)射

46、極截止頻率fhfe,共基極截止頻率fhfb遠(yuǎn)大于共發(fā)射極截止頻率fhfe ，其關(guān)系式如下：,fhfb =( 1+,)fhfe,在正常情形下hfeo1,所以有,fhfb fhfe,所以在高頻段和寬頻帶的放大器中，多使用共基電路。,如在電視機(jī)的第一級與天線相連的高頻接收器（俗稱高頻頭）中，基本上都使用共基極電路。因?yàn)殡娨曅盘柕念l率都比較高。,四、半導(dǎo)體三極管的主要參數(shù),3.頻率參數(shù),(2)共基極截止頻率fhfb,(3)特征頻率fT,繼續(xù),當(dāng)共射極電流放大倍數(shù) hfe 下降到等于1 時所對應(yīng)的頻率，稱為特征頻率fT 。,本頁完,頻率參數(shù)fhfe、fhfb、fT,極限參數(shù)ICM、VBR 、 PCM,f

47、T,f,0,|hfe|,1,|hfe0|,(1)共發(fā)射極截止頻率fhfe,(3)特征頻率fT,四、半導(dǎo)體三極管的主要參數(shù),4.極限參數(shù),(1)集電極最大允許電流ICM,所謂三極管的極限參數(shù)就是三極管工作時不允許超過的一些指標(biāo),使用中若超過這些參數(shù)三極管就不能正常工作甚至?xí)p壞。,4.極限參數(shù)(1)集電極最大允許電流ICM,繼續(xù),ICM 是指集電極電流增大使下降到額定值的2/3時,所達(dá)到的集電極電流值. 使用中若超過此值 ,晶體管的就會達(dá)不到要求,長時間工作還可能會損壞管子。,本頁完,極限參數(shù)ICM、VBR 、 PCM,(2)反向擊穿電壓V(BR)CEO,(2)反向擊穿電壓V(BR),V(BR)

48、CEO是指基極開路時集電極與發(fā)射極間的反向擊穿電壓.,V(BR)CEO,集發(fā)間的反向擊穿電壓V(BR)CEO,繼續(xù),本頁完,四、半導(dǎo)體三極管的主要參數(shù),(1)集電極最大允許電流ICM,c,基極開路,e,b,VCC,V(BR ) CEO,使用中若超過此值,晶體管的集電結(jié)就會出現(xiàn)雪崩擊穿。,4.極限參數(shù),極限參數(shù)ICM、VBR 、 PCM,(2)反向擊穿電壓V(BR),集發(fā)間的反向擊穿電壓V(BR)CEO,V(BR)EBO,V(BR)EBO 是指集電極開路時發(fā)射極與基極間的反向擊穿電壓. 使用中若超過此值,晶體管的發(fā)電結(jié)就可能會擊穿。,V(BR)CEO,發(fā)基間的反向擊穿電壓V(BR)EBO,繼續(xù),

49、本頁完,晶體管工作在放大狀態(tài)時發(fā)基極一般是處于正向偏置,但在某些場合(如作電子開關(guān)使用時),發(fā)基極會處于反向偏置,這時就要考慮V(BR)EBO,四、半導(dǎo)體三極管的主要參數(shù),(1)集電極最大允許電流ICM,4.極限參數(shù),極限參數(shù)ICM、VBR 、 PCM,(2)反向擊穿電壓V(BR),集發(fā)間的反向擊穿電壓V(BR)CEO,發(fā)基間的反向擊穿電壓V(BR)EBO,V(BR)CBO,V(BR)CBO 是指發(fā)射極開路時集電極與基極間的反向擊穿電壓,其數(shù)值較高. 使用中若超過此值 ,晶體管的集電結(jié)就可能會產(chǎn)生雪崩擊穿。,V(BR)CEO,繼續(xù),本頁完,晶體管工作在放大狀態(tài)時發(fā)基極處于正向偏置(電壓較小),

50、集基間的反向擊穿電壓V(BR)CBO,集發(fā)處于反偏(電壓較大),所以集基間是處于反偏狀態(tài)的。,四、半導(dǎo)體三極管的主要參數(shù),(1)集電極最大允許電流ICM,4.極限參數(shù),極限參數(shù)ICM、VBR 、 PCM,(2)反向擊穿電壓V(BR),(3)集電極最大允許功率損耗PCM,PCM 是指集電結(jié)上允許損耗功率的最大值. 集電結(jié)上有電流和電壓,會產(chǎn)生一定的熱功率,熱功率達(dá)到一定的數(shù)值后產(chǎn)生的熱量會損壞集電結(jié), PCM就是規(guī)定了晶體管在使用中的熱功率不能超過此值。,V(BR)CEO,繼續(xù),(3)集電極最大允許功率損耗PCM,確定了PCM后,晶體管在使用過程中流過集電結(jié)的電流iC和電壓vCE的乘積不能超過此

51、值。,即 PCM iC vCE,晶體管在使用過程中集電結(jié)的功率PC PCM = iC vCE ,則晶體管是安全的,若超過此值晶體管就可能會損壞。,根據(jù) PCM = iC vCE ,在輸出特性曲線上作一曲線(屬反比例曲線）,曲線外是不安全區(qū),曲線內(nèi)是安全區(qū)。,不安全區(qū),四、半導(dǎo)體三極管的主要參數(shù),(1)集電極最大允許電流ICM,4.極限參數(shù),極限參數(shù)ICM、VBR 、 PCM,(2)反向擊穿電壓V(BR),(3)集電極最大允許功率損耗PCM,確定了PCM后,晶體管在使用過程中流過集電結(jié)的電流iC和電壓vCE的乘積不能超過此值。,即 PCM iC vCE,晶體管在使用過程中集電結(jié)的功率PC PCM

52、 = iC vCE ,則晶體管是安全的,若超過此值晶體管就可能會損壞。,根據(jù) PCM = iC vCE ,在輸出特性曲線上作一曲線(屬反比例曲線）,曲線外是不安全區(qū),曲線內(nèi)是安全區(qū)。,晶體管工作安全區(qū)(結(jié)束頁),很顯然,由ICM 、V(BR)CEO 和PCM三條曲線所包圍的區(qū)域才是晶體管工作的安全區(qū). 在此區(qū)域內(nèi)晶體管的三個參數(shù)都不超出其極限參數(shù)。,V(BR)CEO,繼續(xù),本頁完,不安全區(qū),安全區(qū),四、半導(dǎo)體三極管的主要參數(shù),(1)集電極最大允許電流ICM,4.極限參數(shù),極限參數(shù)ICM、VBR 、 PCM,返回半導(dǎo)體三極管特性主頁,結(jié)束結(jié)束,半導(dǎo)體三極管(BJT)的參數(shù),共射極電流放大系數(shù),I

53、B,IE,IC,直流電流放大系數(shù)hFE( ),三極管通過直流電時：,三極管通過變化信號時：,IE、IC、IB均是直流電,交流電流放大系數(shù)hfe( ),學(xué)習(xí)過程中只需單擊此按鈕，即可返回入口處。,半導(dǎo)體三極管(BJT)的參數(shù), IB,IE,IC,hfe= =,IC,IB,iE、 iC、 iB均是變化的電流,返回,共射極電流放大系數(shù),直流電流放大系數(shù)hFE( ),三極管通過直流電時：,三極管通過變化信號時：,交流電流放大系數(shù)hfe( ),半導(dǎo)體三極管(BJT)的參數(shù),共基極電流放大系數(shù),三極管通過直流電時：,三極管通過變化信號時：,IB,IE,IC,IE、IC、IB均是直流電,半導(dǎo)體三極管(BJT

54、)的參數(shù),hfb= =,iC,iE, IB,IE,IC,iE、 iC、 iB均是變化的電流,三極管通過變化信號時：,返回,共基極電流放大系數(shù),三極管通過直流電時：,集基反向飽和電流ICBO,晶體管(BJT)的集-基反向飽和電流ICBO,集-基反向飽和電流ICBO,ICBO就是當(dāng)發(fā)射極開路,在cb間加上一個反向電壓時產(chǎn)生的電流。,ICBO很小,與VCC變化無關(guān),在一定的溫度下是一個常量,所以稱為飽和電流。,c,發(fā)射極開路,e,b,VCC,ICBO,但I(xiàn)CBO受溫度變化的影響很顯著。,ICBO小,三極管的質(zhì)量好, ICBO大則管子的質(zhì)量不好。,硅管的ICBO遠(yuǎn)比鍺管的小,所以硅管工作狀態(tài)較穩(wěn)定。,返回,穿透電流ICEO,晶體管(BJT)的集-發(fā)反向飽和電流ICEO,集-發(fā)反向飽和電流ICEO,ICEO就是當(dāng)基極開路,在ce間加上一個反向電壓時產(chǎn)生的集電極電流。,ICEO也是很小的, 但比ICBO大 倍，其值在一定 的溫度下也是一個常量,所以稱為飽和電流。,c,基極開路,e,b,VCC,ICEO,ICEO受溫度變化的影響也很顯著。,ICEO小,三極管的質(zhì)量好, ICEO大則管子的質(zhì)量不好。,硅管的ICEO遠(yuǎn)