课题二 晶体管及光电器件
38页1、对应教材章节内容:,14.5 晶体管,14.6 光电器件,课题2:晶体管及光电器件,14.5 晶体管,14.5.1 BJT的结构简介,(1)基本结构及符号,基极,发射极,集电极,NPN型,B,E,C,符号:,NPN型三极管,PNP型三极管,基区:最薄,掺杂浓度最低,发射区:掺杂浓度最高,发射结,集电结,(2)结构特点:,集电区:面积最大,BJT结构,14.5.2 电流分配和放大原理,( 1 ) BJT的作用,结论:,2) IC IB , IC IE,静态(直流)电流放大系数:,动态(交流)电流放大系数:,1)三电极电流关系 IE = IB + IC,3) 当IB=0(基极开路)时, IC=ICEO,很小接近于。,(2 ) 三极管放大的外部条件,发射结正偏、集电结反偏,PNP发射结正偏 VBVE集电结反偏 VCVE集电结反偏 VCVB,(3) 内部载流子传输过程(以NPN型为例),IB= IBICBO,IE = IC+ IB,IE IEN,IC INC + ICBO,内部载流子传输动画,共集电极:集电极作为公共端,用CC表示;,共发射极:发射极作为公共端,用CE表示。,共基 极:基 极作
2、为公共端,用CB表示。,(4) 三极管三种组态,发射极是输入回路、输出回路的公共端,共发射极电路,输入回路,输出回路,测量晶体管特性的实验线路,IC,UBB,mA,A,UCE,UBE,RB,IB,UCC,+,+,+,+,14.5.3 特性曲线,RC,(1) 输入特性,特点:非线性,死区电压:硅管0.5V,锗管0.1V。,正常工作时发射结电压: NPN型硅管 UBE 0.60.7VPNP型锗管 UBE 0.2 0.3V,输入特性曲线,(2) 输出特性,IB=0,20A,放大区,输出特性曲线通常分三个工作区:,(1) 放大区,放大区曲线基本平行部分条件:发射结正偏, 集电结反偏。特点: VCE较大 iC = iB,输出特性曲线,(2)截止区,条件:发射结:反偏(或正偏压小于Vth ) 集电结:反偏,饱和区,截止区,(3)饱和区,特点: iB iC UCE较小,深度饱和时,硅管UCES 0.3V,锗管UCES 0.1V。,条件:发射结:正偏 集电结:正偏(或零偏),特点: iB = 0, iC =ICEO 0,ICEO,NPN、 PNP型三极管分别处于放大区时,其三个极电位有何关系?,思 考
3、 题1,测量BJT三个电极对地电位如图所示, 试判断BJT的工作区域 ?,放大,截止,饱和,思 考 题2,晶体管三种工作状态的电压和电流,(a)放大,(b)截止,(c)饱和,晶体三极管,当晶体管饱和时, UCE 0,发射极与集电极之间如同一个开关的接通,其间电阻很小;当晶体管截止时,IC 0 ,发射极与集电极之间如同一个开关的断开,其间电阻很大,可见,晶体管除了有放大作用外,还有开关作用。,例:下图电路中,=25,当输入电压UI分别为3V,1V和-1V时,试问晶体管处于何种工作状态?,14.5.4 主要参数,1. 电流放大系数,,常用晶体管的 值在20 200之间。,只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关,与外加电压无关。,共发射极交流电流放大系数, =IC/IBvCE=const,共发射极直流电流放大系数,注意:,2、 理想三极管(输出特性曲线平坦且各条曲线之间距离相等),可认为,2. 极间反向电流,(1)集-基极反向截止电流 ICBO,ICBO是由少数载流子的漂移运动所形成的电流,受温度的影响大。 温度ICBO,(2)集-射极反向截止电流(穿透电流)ICEO,ICEO受温度的影响大。温度
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