1、1.了解三极管的基本结构，熟悉其放大原理； 2.掌握三极管电流分配关系，熟悉其输入、输出特 性。,1.3 双极型晶体管,学习目标：,1.三极管的电流分配关系和放大原理； 2.三极管的输出特性曲线和基本参数。,学习重点：,一、晶体管的结构及类型,双极型晶体管又称晶体三极管、半导体三极管等。,发射区,集电区,基区,三极管的结构特点: （1）发射区的掺杂浓度集电区掺杂浓度。 （2）基区要制造得很薄且浓度很低。,半导体三极管由两个PN 结构成。类型:NPN 型和PNP 型。,c 集电极,e 发射极,b 基极,集电结(Jc),发射结(Je),二、电流分配与放大原理,1、内部载流子的运动规律,以NPN管共
2、射放大电路为例,EcEB,放大状态：发射结正偏，集电结反偏。,（1）发射区向基区扩散自由电子,发射结正偏，多数载流子（自由电子）的扩散运动加强；,发射区自由电子不断扩散到基区形成电流IEN；,基区空穴扩散到发射区形成电流IEP；,发射极电流： IEIEP+IEN ；,由于基区掺杂浓度很低，空穴电流很小，IEIEN；,发射结(Je),（2）自由电子在基区扩散和复合,发射结自由电子浓度很高，继续向集电结方向扩散；,扩散过程中，自由电子与空穴复合。,电源VB的作用下，自由电子与空穴的复合运动不断进行，形成电流IBN；,希望复合掉的自由电子越少越好，所以基区要做得薄，且掺杂浓度低（放大的内部条件）；,
3、集电结,（3）集电区收集从发射区扩散过来得自由电子,集电结反偏，内部电场加强，阻碍多数载流子的扩散运动，但可将发射区扩散到基区并到集电结边缘的自由电子拉到集电区，形成电流 ICN ；,内电场加强，漂移运动加强，少数载流子的运动，形成电流 ICBO ，是构成 IB 与 IC 的一小部分。,2、电流分配关系,3、晶体管的共射电流放大系数,静态（直流）：当ui为零时， uI=EB；,动态（交流）：,（1）令u0，即静态,定义共射直流电流放大系数：,ICBO：发射极开路，集电结反向饱和电流；,ICEO：基极开路，流过C、E之间的穿透电流。,（2）令u0，即动态,定义共射交流电流放大系数：,4、共基电流
4、放大系数,定义共基直流电流放大系数：,定义共基交流电流放大系数：,三、晶体管的共射特性曲线,1、输入特性曲线,（1）随着UCE增大，曲线右移；,UCE 0 时，相当于两个PN结并联。UCE越大，从发射区扩散到基区的自由电子与空穴复合的数量越少，故要获得同样得iB，就需加大uBE；,（2）当UCE1V时，输入特性曲线重合；,当UCE1V时，集电结处于反向偏置，且内电场已足够大，基区比较薄，已经可以将从发射区扩散到基区的电子大部分拉入到集电区；,（3）存在一段死区；,当发射结电压大于死区电压时，才会有电流iB。,2、输出特性曲线,放大区,（1）IB一定时，从发射区扩散到基区的电子数量大致一定，当U
5、CE1V时，电子绝大部分被拉到集电区，形成IC，所以UCE再增大，IC也无明显变化恒流特性；,（2）IB增大，IC也增大，且IC增大的比IB多得多电流放大作用。,工作状态：,放大、截止和饱和状态三种工作状态,（1）放大区（线性区）：iC与uCE无关，几乎仅仅受IB控制， , 发射结正偏，集电结反偏。,（2）截止区：IB0曲线以下，uBE0.5V晶体管截止，可靠截止uBE 0V；发射结反偏，集电结反偏。,（3）饱和区：uBEUon，且uCE uBE ，发射结正偏，集电结正偏。iB的变化对iC影响很小，不成正比， 。,临界状态：uCE=uBE,模拟电路：放大区 数字电路：截止和饱和区,四、晶体管的
6、主要参数,1、直流参数,（1）共射直流电流放大系数,（2）共基直流电流放大系数,（3）极间反向电流：ICBO是发射极开路时集电结的反向饱和电流；ICEO是基极开路时集电极于发射极间的穿透电流， 。,2、交流参数,（1）共射交流电流放大系数,（2）共基交流电流放大系数,（3）特征频率fT：使的数值下降到1的信号频率。,3、极限参数,（1）最大集电极耗散功率PCM,U(BR)CEO,ICM,（2）最大集电极电流ICM,（3）极间反向击穿电压,UCBO、UCEO、UEBO,iC超过ICM，晶体管不一定损坏，但明显下降。,五、温度对晶体管特性及参数的影响,（1）温度对ICBO的影响,（2）温度对输入特性的影响,（3）温度对输出特性的影响,六、光电三极管（自学）,
