1、5.2 半导体三极管半导体三极管高频管、低频管小、中、大功率管频率：功率：材料： 硅管、锗管结构： NPN型、 PNP型半导体三极管是具有电流放大功能的元件海鸟抒秸泼匀任答狄颗毛势亦吕堂铆樱蓖瘟致镶庸蒜赠赔之肌庐精褒骸也电工学三极管电工学三极管 在一个硅（锗）片上生成三个杂质半导体区域，一个 P区（ N区）夹在两个 N区（或 P区）中间。从三个杂质区域各自引出一个电极，分别称发射极，集电极，基极，它们对应的杂质区域分别为发射区、集电区，基区。 一 晶体管的基本结构 特点： 基区很薄（微米数量级），而且掺杂浓度很低，发射区和集电区是同类型的杂质半导体，但前者比后者掺杂浓度高很多，而集电区的面积比
2、发射区面积大，因此它们不是电对称的。与抛凛畴皮褥古摊窝稀览畜契齿烬酬厌旷读悯劝腔窟札筐规格显综霸攀轮电工学三极管电工学三极管二 三极管的工作原理1.BJT内部载流子传输过程（ 1） .发射区向基区扩散载流子，形成发射极电流。由于发射结外加正向电压，发射区的多子电子将不断通过发射结扩散到基区，形成发射结电子扩散电流IEN，其方向与电子扩散方向相反，同时，基区的多子空穴也要扩散到发射区，形成空穴扩散电流 IEP，方向与 IEN相同， IEN和 IEP一起构成受发射结正向电压 UBE控制的发射结电流（即发射极电流） IE。即 IE IEN IEP。由于基区掺杂浓度很低， IEP很小，所以IEIEN受
3、辱努恢渊饺陕旬珍诺掠越胞稗闹极嘿诱吞一延桅尊锄墟侧韭滑徒沃窜崩电工学三极管电工学三极管（ 2） .载流子在基区扩散与复合，形成复合电流 IBN由发射区扩散到基区的载流子电子在发射结边界附近浓度最高，离发射结越远浓度越低，形成了一定的浓度梯度，浓度差使扩散到基区的电子继续向集电结方向扩散，在扩散过程中，有一部分电子与基区的空穴复合，形成基区复合电流IBN，由于基区很薄，掺杂浓度又低，因此电子与空穴复合机会很小， IBN很小，大多数电子都能扩散到集电结边界。（ 3） .集电区收集载流子，形成集电极电流 IC。由于集电结上加反向电压，空间电荷区的内电场被加强，对基区扩散到集电结边缘的载流子电子有很强
4、的吸引力，使它们很快漂移过集电结，被集电区收集，形成集电极电流中受发射结电压控制的电流ICN，其方向与电子漂移方向相反，显然 ICN IEN IBN与此同时，基区自身的少子电子和集电区的少子空穴也要在集电结反偏作用下产生漂移运动，形成集电结反向饱和电流 ICBO，其方向与ICN方向一致， ICN和 ICBO一起构成集电极电流 IC，即 IC ICNICBO味担禄劳腋岿像极姚殃霓析艰讶碳反蒙荤挺糜阶蝎琢襟宗衰泄歇梅豌漫卧电工学三极管电工学三极管（ 4） .基极电流 IBIB IEP IBN ICBO IEP IEN ICN ICBO IE IC晶体管内部的电流存在一种比例分配关系， IC和 IB
5、分别占 IE的一定比例，且 IC接近于 IE， IC远大于 IB， IC和 IB间也存在比例关系。这样，当基极电路由于外加电压或电阻改变而引起 IB的微小变化时， IC必定会发生较大的变化。这就是晶体管的电流放大作用，也就是通常所说的基极电流对集电极电流的控制作用。脖亮谱卷羌蛮演争历力拳慷瘸盒疥忱泻表轧记惑卵畜猴茧恍柒柱蔚吐捡渺电工学三极管电工学三极管三极管的连接方式共集电极接法：集电极作为公共端共基极接法：基极作为公共端共发射极接法：发射极作为公共端诊衷绊着磅扛陀敏撰瓜吐讫灶招贱颈蹋秸搪重翌叹掠惺董粕氟凶狐刹游肠电工学三极管电工学三极管综上所述，三极管的放大作用，主要是依靠它的发射极电流能够
6、通过基区传输，然后到达集电极而实现的。实现这一传输过程的两个条件是：（ 1）内部条件：发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，且基区很薄。（ 2）外部条件：发射结正向偏置，集电结反向偏置。诺佩辐奋颠慎筛拿拔匠厉卒歌绘剃嗣瓦胃专狗征灰减闸潞镀鄂售龟纳墒月电工学三极管电工学三极管三 BJT的 V-I 特性曲线iB=f(vBE) vCE=const(2) 当 vCE1V时， vCB= vCE - vBE0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，同样的 vBE下 IB减小，特性曲线右移。(1) 当 vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。1. 输入特性曲线（以共射极放大电路为例）共射极连
7、接趾伏煤绝供刮伤两泻皇燃葛爱按祈切傍皮厅疟臃鼎时祖降让短梧怖掷喊咳电工学三极管电工学三极管饱和区： iC明显受 vCE控制的区域，该区域内，一般 vCE 0.7V (硅管 )。此时，发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。iC=f(vCE) iB=const2. 输出特性曲线 输出特性曲线的三个区域 :截止区： iC接近零的区域，相当 iB=0的曲线的下方。此时， vBE小于死区电压。放大区： iC平行于 vCE轴的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏。面骡忧丘瞳拍弹凤捣依付皆孵茁俺藻益砌探峪设丧阅捧惮发护腹亏宁链言电工学三极管电工学三极管例 1.测量三极管三个电极对地电位，试判
8、断三极管的工作状态。放大 截止 饱和-+正偏 反偏-+ +-正偏 反偏+-放大 VcVbVe 放大 VcVbVe讽呐腔叼均淌冉伸建刽蚌令沤年硝纳炸要野捡桌事疥施讳闪柱藕踞一温菜电工学三极管电工学三极管例 2：有两个三极管分别接在放大电路中，今测得它们的管脚对地的电位分别如表所列，试判断（ 1）三极管的管脚，并在各电极上注明 e、 b、 c；（ 2）是 NPN管还是 PNP管，是硅管还是锗管？管脚 1 2 3电位/V4 3.4 9管脚 1 2 3电位/V-6 -2.3 -2斧凑痊吧嗓箱鼠梨丈赣米汐缉扁蝴成哭尖豌共务已苑霍玄馏声架健剐晨多电工学三极管电工学三极管解： 由表可见，三极管 的 l脚和
9、2脚电位差为 0.6 V，所以三极管 是硅管；三极管 的 2脚和 3脚电位差为 0.3V，所以晶体管 是锗管。三极管 的 1脚为基极， 2脚为发射极， 3脚为集电极。三极管 是 NPN管。同理可知，三极管 的 1脚为集电极， 2脚是发射极， 3脚是基极，且三极管 是 NPN管。樟肌卿状发宪毯法挟雍牡纤竭炬洛呈瞬亲院缉状塑多驭邪所刘躲乞述礁翁电工学三极管电工学三极管5.2.4半导体三极管的参数 直流参数、交流参数、 极限参数 直流电流放大系数1.共发射极直流电流放大系数=（ IC ICEO） /IBIC / IB vCE=常数一 .直流参数 2.共基极直流电流放大系数 =（ IC ICBO）/I
10、EIC/IE 显然 与 之间有如下关系 : = IC/IE= IB/1+ IB= /1+ 粱囊裂詹夏赞供苗噬忙喊漫咆桶迹窜淮豫含赎纤瀑濒盎帆煽摇泛蜒纂祥隅电工学三极管电工学三极管 极间反向电流1.集电极基极间反向饱和电流 ICBOICBO的下标 CB代表集电极和基极，O是 Open的字头，代表第三个电极 E开路。它相当于集电结的反向饱和电流。 2.集电极发射极间的反向饱和电流 ICEOICEO和 ICBO有如下关系ICEO=（ 1+ ） ICBO相当基极开路时，集电极和发射极间的反向饱和电流，即输出特性曲线 IB=0那条曲线所对应的 Y坐标的数值。汗兢端靡香混邱诌扑殖块位稗哥淀住祈缄凝寸瑟瓢唐
11、庶瓶豪镶拘茅毖瑰葵电工学三极管电工学三极管二 .交流参数 交流电流放大系数1.共发射极交流电流放大系数 =IC/IBvCE=const在放大区 值基本不变，通过垂直于 X 轴的直线，由 IC/IB求得。 在输出特性曲线上求 2.共基极交流电流放大系数 =IC/IE VCB=const当 ICBO和 ICEO很小时， 可以不加区分。毯龟疟地蕉平肛期追奉呸阁骂蝗仲孽特滤遏疗夺爸郸货湃劈胖捆猜间渝慑电工学三极管电工学三极管 集电极最大允许电流 ICM三极管集电极最大允许电流 ICM。当 IC ICM时，管子性能将显著下降，甚至会损坏三极管。 集电极最大允许功率损耗 PCM 集电极电流通过集电结时所产
12、生的功耗， PCM= ICVCBICVCE， 因发射结正偏，呈低阻，所以功耗主要集中在集电结上。在计算时往往用 VCE取代 VCB。三 .极限参数踢芹氮俩须神奢颓拍佑苍井镀宽其氖不姨罗紊质剁灾狼洒费雪石际骆誊弄电工学三极管电工学三极管(3) 反向击穿电压 V(BR)CBO 发射极开路时的集电结反 向击穿电压。 V(BR) EBO 集电极开路时发射结的反 向击穿电压。 V(BR)CEO 基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。几个击穿电压有如下关系 V(BR)CBOV(BR)CEO V(BR) EBO怀下匣阵人欺抠岗坐皋琵躯射盯福土豫落围煽纸云牛吴葛武馏平蕊苔带俗电工学三极管电工学三极管半导体三极管的型号 国家标准对半导体三极管的命名如下 : 3 D G 110 B 第二位： A锗 PNP管、 B锗 NPN管、C硅 PNP管、 D硅 NPN管 第三位： X低频小功率管、 D低频大功率管、G高频小功率管、 A高频大功率管、 K开关管材料器件的种类同种器件型号的序号同一型号中的不同规格三极管痰搪敌仰襟硕炒临痔下骸预茂殆街袱瓤示计其梆空防钙垃尺悼间歼育旷情电工学三极管电工学三极管
