晶体管47页PPT.ppt

2 1晶体管 晶体管又称半导体三极管 晶体管是最重要的一种半导体器件之一 它的放大作用和开关作用 促使了电子技术的飞跃 2晶体管及放大电路基础 晶体管图片 2 1 1晶体管的结构 1 NPN型晶体管结构示意图和符号 2 根据使用的半导体材料分为 硅管和锗管 1 根据结构分为 NPN型和PNP型 晶体管的主要类型 发射区 集电区 基区 发射极E e 集电极C c 发射结JE 集电结JC 基极B b NPN型晶体管结构示意图 NPN型晶体管符号 2 PNP型晶体管结构示意图和符号 1 发射区小 掺杂浓度高 3 晶体管的内部结构特点 具有放大作用的内部条件 平面型晶体管的结构示意图 2 集电区面积大 3 基区掺杂浓度很低 且很薄 2 1 2晶体管的工作原理 以NPN型管为例 依据两个PN结的偏置情况 放大状态 饱和状态 截止状态 倒置状态 1 发射结正向偏置 集电结反向偏置 放大状态 原理图 电路图 1 电流关系 a 发射区向基区扩散电子 形成发射极电流IE 发射区向基区扩散电子 称扩散到基区的发射区多子为非平衡少子 b 基区向发射区扩散空穴 基区向发射区扩散空穴 发射区向基区扩散电子 形成空穴电流 因为发射区的掺杂浓度远大于基区浓度 空穴电流可忽略不记 基区向发射区扩散空穴 发射区向基区扩散电子 c 基区电子的扩散和复合 非平衡少子在基区复合 形成基极电流IB 非平衡少子向集电结扩散 非平衡少子到达集电区 d 集电区收集从发射区扩散过来的电子 形成发射极电流IC 少子漂移形成反向饱和电流ICBO e 集电区 基区少子相互漂移 集电区少子空穴向基区漂移 基区少子电子向集电区漂移 晶体管的电流分配关系动画演示 发射结回路为输入回路 集电结回路为输出回路 基极是两个回路的公共端 称这种接法为共基极接法 输入回路 输出回路 定义 称为共基极直流电流放大系数 各电极电流之间的关系 IE IC IB 晶体管共射极接法 原理图 电路图 定义 为共射极直流电流放大系数 当UCE UCB时 集电结正偏 发射结反偏 晶体管仍工作于放大状态 各电极电流之间的关系 ICEO称为穿透电流 或 一般情况 如果 UBE 0 那么 IB 0 IC 0 IE 0 当输入回路电压 U BE UBE UBE 那么 I B IB IB I C IC IC I E IE IE 如果 UBE 0 那么 IB 0 IC 0 IE 0 为共基极交流电流放大系数 为共射极交流电流放大系数 定义 与 的关系 一般可以认为 uBE ube UBE 2 放大原理 设输入信号ui Uimsin tV 那么 UCE VCC ICRC 放大电路 a 在RC两端有一个较大的交流分量可供输出 可知 ui ib ic icRc b 交流信号的传递过程为 2 发射结正向偏置 集电结正向偏置 饱和状态 2 IC bIB IB失去了对IC的控制 1 UCE UBE 集电结正向偏 饱和状态的特点 3 集电极饱和电压降UCES较小 小功率硅管为0 3 0 5V 5 UCE对IC的影响大 当UCE增大 IC将随之增加 4 饱和时集电极电流 2 IC ICBO 3 发射结反向偏置 集电结反向偏置 截止状态 截止状态的特点 1 发射结反偏 3 IB ICBO 4 发射结反向偏置 集电结正向偏置 倒置状态 1 集电区扩散到基区的多子较少 倒置状态的特点 2 发射区收集基区的非平衡少数载流子的能力小 3 管子的电流放大系数很小 2 1 3晶体管共射极接法的伏安特性曲线 1 共射极输入特性 共射极输入特性 三极管共射极接法 1 输入特性是非线性的 有死区 2 当uBE不变 uCE从零增大时 iB将减小 输入特性的特点 3 当uCE 1V 输入特性曲线几乎重合在一起 即uCE对输入特性几乎无影响 2 共射极输出特性 输出特性曲线 饱和区 截止区 放大区 各区的特点 1 饱和区 a UCE UBE b IC IB c UCE增大 IC增大 饱和区 3 截止区 a IB 0 b IC 0 2 放大区 a UCE UBE b IC IB c IC与UCE无关 饱和区 放大区 NPN管与PNP管的区别 iB uBE iC iE uCE的极性二者相反 硅管与锗管的主要区别 3 锗管的ICBO比硅管大 2 1 4晶体管的主要电参数 1 直流参数 3 集电极 基极间反向饱和电流ICBO 1 共基极直流电流放大系数 2 共射极直流电流放大系数 4 集电极 发射极间反向饱和电流ICEO 2 交流参数 1 共基极交流电流放大系数 值与iC的关系曲线 2 共射极交流电流放大系数 3 极限参数 4 集电极最大允许电流ICM 1 集电极开路时发射极 基极间反向击穿电压U BR EBO 2 发射极开路时集电极 基极间反向击穿电压U BR EBO 3 基极开路时集电极 发射极间反向击穿电压U BR EBO 不安全区 安全区 5 集电极最大允许功率耗散PCM 晶体管的安全工作区 等功耗线PC PCM uCE iC 2 1 5温度对管子参数的影响 1 对 的影响 2 对ICBO的影响 3 对UBE的影响 4 温度升高 管子的死区电压降低 思考题 2 如何用万用表判别晶体管的类型和电极 3 晶体管能够放大的内部和外部条件各是什么 1 晶体管的发射极和集电极是否可以调换使用 4 晶体管工作在饱和区时 其电流放大系数是否与其工作在放大区时相同 谢谢 。