第2章ch1双极型三极管.ppt

又称半导体三极管、晶体管,或简称为三极管。
(Bipolar Junction Transistor 或BJT)
三极管的外形如下图所示。
三极管按结构分有两种类型:NPN型和 PNP 型。这里主要以 NPN 型为例进行讨论。
图 三极管的外形和管脚排列
双极型三极管
一、三极管的结构
国产的三极管,目前最常见的结构有硅平面管和锗合金管两种类型。
三极管的结构
(a)平面型(NPN)
(b)合金型(PNP)
N
e
c
N
P
b
二氧化硅
b
e
c
P
N
P
e 发射极,b基极,c 集电极。
图 NPN 型三极管结构示意图和符号
e
c
b
符号
集电区
集电结
基区
发射结
发射区
集电极 c
基极 b
发射极 e
N
N
P
集电区
集电结
基区
发射结
发射区
集电极 c
发射极 e
基极 b
c
b
e
符号
N
N
P
P
N
图 PNP 型三极管结构示意图和符号
以 NPN 型三极管为例讨论
三极管中的两个 PN 结
c
N
N
P
e
b
b
e
c
表面看
若要使三极管实现放大,必须由三极管的内部结构和外部所加电源的极性两方面的条件来保证。
不具备放大作用
三极管的电流分配与放大原理
三极管内部结构要求:
N
N
P
e
b
c
N
N
N
P
P
P
1. 发射区高掺杂。
2. 基区做得很薄。通常只有几微米到几十微米,而且掺杂较少。
三极管放大的外部条件:外加电源的极性应使发射结处于正向偏置,而集电结处于反向偏置状态。
3. 集电结面积大。
b
e
c
Rc
Rb
三极管中载流子运动过程
I E
IB
1. 发射发射区的电子越过发射结扩散到基区,基区的空穴扩散到发射区—形成发射极电流 IE (基区多子数目较少,空穴电流可忽略)。
2. 复合和扩散电子到达基区,少数与空穴复合形成基极电流 Ibn,复合掉的空穴由 VBB 补充。
多数电子在基区继续扩散,到达集电结的一侧。
图 三极管中载流子的运动
b
e
c
I E
I B
Rc
Rb
三极管中载流子运动过程
3. 收集集电结反偏,有利于收集基区扩散过来的电子而形成集电极电流 Icn。
其能量来自外接电源 VCC 。
I C
另外,的作用下将(被吸引过来)进行漂移运动而形成反向饱和电流,用ICBO表示。
ICBO
图 三极管中载流子的运动
b
e
c
e
Rc
Rb
IEp
ICBO
IE
IC
IB
IEn
IBn
ICn
IC = ICn + ICBO ≈ICn
IE = ICn + IBn + ICEO
一般要求 ICn 在 IE 中占的比例尽量大。而二者之比定义为共基极直流电流放大系数,即
一般可达 ~
三极管的电流分配关系(动画)
三个极的电流之间满足节点电流定律,即
IE = IC + IB
定义共发射极直流电流放大倍数: