半导体三极管和基本共射极放大电路的静态分析.ppt

半导体三极管和基本共射极放大电路半导体三极管和基本共射极放大电路的静态分析的静态分析半导体三极管的特性与半导体三极管的特性与识别识别 一、半导体三极管一、半导体三极管（一）基本结构和类型（一）基本结构和类型1、结构、结构BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极NPN型型PNP集电极集电极基极基极发射极发射极BCEPNP型型BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极基区：较薄，基区：较薄，掺杂浓度低掺杂浓度低集电区：集电区：面积较大面积较大发射区：掺发射区：掺杂浓度较高杂浓度较高BECNNP基极基极发射极发射极集电极集电极发射结发射结集电结集电结2、类型、类型有PNP型和NPN型；硅管和锗管；大功率管和小功率管；高频管和低频管。（二）电流放大原理（二）电流放大原理BECNNPEBRBECIE基区空穴基区空穴向向发射区射区的的扩散可散可忽略。忽略。IBE进入入P区的区的电子少部子少部分与基区分与基区的空穴复的空穴复合，形成合，形成电流流IBE ，多数多数扩散散到集到集电结。发射射结正偏，正偏，发射区射区电子子不断向基区不断向基区扩散，形成散，形成发射极射极电流流IE。BECNNPEBRBECIE集电结反偏，有集电结反偏，有少子形成的反向少子形成的反向电流电流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBO ICEIBEICE从基区扩从基区扩散来的电散来的电子作为集子作为集电结的少电结的少子，漂移子，漂移进入集电进入集电结而被收结而被收集，形成集，形成ICE。1 1、载流子传输过程、载流子传输过程 发射、复合、收集发射、复合、收集IB=IBE-ICBO IBEIBBECNNPEBRBECIEICBOICEIC=ICE+ICBO ICEIBE2、各极电流关系、各极电流关系ICE与与IBE之比称为电流放大倍数之比称为电流放大倍数要使三极管能放大电流，必须使发射结正要使三极管能放大电流，必须使发射结正偏，集电结反偏。偏，集电结反偏。3、电流放大系数、电流放大系数BECIBIEICNPN型三极管型三极管BECIBIEICPNP型三极管型三极管（三）（三）特性曲线特性曲线ICmA AVVUCEUBERBIBECEB 实验线路路1、输入特性输入特性工作工作压降：降：硅管硅管UBE 0.60.7V,锗管管UBE 0.20.3V。UCE 1VIB(A)UBE(V)204060800.40.8UCE=0VUCE=0.5V 死区死区电压，硅管硅管0.5V，锗管管0.2V。2、输出特性输出特性IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域此区域满足足IC=IB称称为线性性区（放大区（放大区）。区）。当当UCE大于一定大于一定的数的数值时，IC只只与与IB有关，有关，IC=IB。IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域中此区域中UCE UBE,集集电结正偏，正偏，IBIC，UCE 0.3V称称为饱和区。和区。IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域中此区域中:IB=0,IC=ICEO,UBEIC，UCE 0.3V(3)截止区：截止区：UBE 死区电压，死区电压，IB=0，IC=ICEO 0（四）主要参数主要参数前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的公共点，前面的电路中，三极管的发射极是输入输出的公共点，称为共射接法，相应地还有共基、共集接法。称为共射接法，相应地还有共基、共集接法。共射直流共射直流电流放大倍数：电流放大倍数：工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的工作于动态的三极管，真正的信号是叠加在直流上的交流信号。基极电流的变化量为交流信号。基极电流的变化量为 IB，相应的集电极相应的集电极电流变化为电流变化为 IC，则交流电流放大倍数为：则交流电流放大倍数为：1.电流放大倍数电流放大倍数 和和 例：例：UCE=6V时时：IB=40 A,IC=1.5 mA；IB=60 A,IC=2.3 mA。在以后的计算中，一般作近似处理：在以后的计算中，一般作近似处理：=解：解：2.集集-基极反向截止电流基极反向截止电流ICBO AICBOICBO是集是集电结反偏由少子反偏由少子的漂移形成的漂移形成的反向的反向电流，流，受温度的受温度的变化影响。化影响。BECNNPICBOICEO=IBE+ICBO IBE IBEICBO进入进入N区，形成区，形成IBE。根据放大关系，根据放大关系，由于由于IBE的存在，的存在，必有电流必有电流 IBE。集电结反偏集电结反偏有有ICBO3.集集-射极反向截止电流射极反向截止电流ICEOICEO受温度影响很大，受温度影响很大，当温度上升时，当温度上升时，ICEO增加很快，所以增加很快，所以IC也也相应增加。相应增加。三极管的三极管的温度特性较差温度特性较差。4.集电极最大电流集电极最大电流ICM集电极电流集电极电流IC上升会导致三极管的上升会导致三极管的 值的下降，当值的下降，当 值值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM。5.集集-射极反向击穿电压射极反向击穿电压当集当集-射极之间的电压射极之间的电压UCE超过一定的数值时，三极超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是管就会被击穿。手册上给出的数值是25 C、基极开基极开路时的击穿电压路时的击穿电压U(BR)CEO。6.集电极最大允许功耗集电极最大允许功耗PCM 集电极电流集电极电流IC 流过三极管，流过三极管，所发出的焦耳所发出的焦耳 热为：热为：PC=ICUCE 必定导致结温必定导致结温 上升，所以上升，所以PC 有限制。有限制。PC PCMICUCEICMU(BR)CEO安全工作区安全工作区小结：小结：1.三极管的结构是由二个PN结形成的，它的类型有PNP型和NPN型。2.三极管的电流放大作用，三极管的输入、输出特性。3.三极管有电流放大的特性，三极管有三种工作状态：放大状态、截止状态、饱和状态。作业：见参考书2、P 102 4 ，P 103 12