第4讲晶体三极管.ppt

第四讲晶体三极管
一、晶体管的结构和符号
二、晶体管的放大原理
三、晶体管的共射输入特性和输出特性
四、温度对晶体管特性的影响
五、主要参数
一、晶体管的结构和符号
多子浓度高
多子浓度很低,且很薄
面积大
晶体管有三个极、三个区、两个PN结。
小功率管
中功率管
大功率管
为什么有孔?
BJT的结构简介
半导体三极管的结构示意图如图所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。
两种类型的三极管
发射结(Je)
集电结(Jc)
基极,用B或b表示(Base)
发射极,用E或e
表示(Emitter);
集电极,用C或c
表示(Collector)。
发射区
集电区
基区
三极管符号
结构特点:
•发射区的掺杂浓度最高;
•集电区掺杂浓度低于发射区,且面积大;
•基区很薄,一般在几个微米至几十个微米,且掺杂浓度最低。
管芯结构剖面图
BJT的电流分配与放大原理
1. 内部载流子的传输过程
三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下,通过载流子传输体现出来的。
外部条件:发射结正偏,集电结反偏。
发射区:发射载流子
基区:传送和控制载流子
集电区:收集载流子
以上看出,三极管内有两种载流子(自由电子和空穴)参与导电,故称为双极型三极管。或BJT (Bipolar Junction Transistor)。
载流子的传输过程
P
N
P
e
b
c
IE
IB’
INC
ICBO
IB
IC
工作原理
载流子的传输规律
1. 发射区向基区扩散空穴,形成发射极电流
2. 空穴在基区扩散和复合,形成了基区复合电流IB’
3. 集电极收集从发射区扩散到基区的空穴,形成了电流INC
同时由于集电结反偏,少子在电场的作用下形成了漂移电流ICBO,影响IB和IC
可得电流之间的分配关系
IB = IB’-ICBO
IC = INC+ICBO
IE = IB+IC
共基极电路
2. 电流分配关系
根据传输过程可知
IC= InC+ ICBO
通常 IC >> ICBO
为电流放大系数,它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关,与外加电压无关。一般= 
IE=IB+ IC
载流子的传输过程
根据
是另一个电流放大系数,同样,它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关,与外加电压无关。一般>> 1
IE=IB+ IC
IC= InC+ ICBO
且令
ICEO= (1+ ) ICBO
(穿透电流)
2. 电流分配关系
3. 三极管的三种组态
共集电极接法,集电极作为公共电极,用CC表示;
共基极接法,基极作为公共电极,用CB表示。
共发射极接法,发射极作为公共电极,用CE表示;
BJT的三种组态
IE=(1+β)IB
RL
e
c
b
1k
共基极放大电路
4. 放大作用
若
vI = 20mV
使
当
则
电压放大倍数
VEE
VCC
VEB
IB
IE
IC
+
-
vI
+vEB
vO
+
-
+iC
+iE
+iB
iE = -1 mA,
iC = iE = - mA,
vO = -iC• RL = V,
= 时,