(模拟电子技术基础教学课件)5.半导体三极管01.ppt

5 双极结型三极管及放大电路基础
BJT
BJT放大电路的分析方法
BJT放大电路静态工作点的稳定问题
共集电极放大电路和共基极放大电路
基本共射极放大电路
FET和BJT及其基本放大电路性能的比较
多级放大电路
光电三极管
BJT(半导体三极管)
BJT的结构简介
放大状态下BJT的工作原理
BJT的V-I特性曲线
BJT的主要参数
温度对BJT参数及特性的影响
BJT的结构简介
(a) 小功率管(b) 小功率管(c) 大功率管(d) 中功率管
由于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)。
箭头方向表示发射结加正向电压时的电流方向
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
双极型三极管有三个电极,其中两个可以作为输入, 两个可以作为输出,这样必然有一个电极是公共电极。三种接法也称三种组态
放大状态下BJT的工作原理(共基极)
三极管的放大作用,主要是依靠它的发射极电流能够通过基区传输,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:
三极管内部载流子的传输过程:
a)发射区向基区注入电子,形成发射极电流 IE(扩散运动形成)
b)电子在基区中的扩散与复合,形成基极电流 IB(复合运动形成)
c)集电区收集扩散过来的电子,形成集电极电流 IC(漂移运动形成)
发射结加正偏时,从发射区将有大量的电子向基区扩散,形成的电流为IEN
从基区向发射区也有空穴的扩散运动,但其数量小,形成的电流为IEP
进入基区的电子流因基区的空穴浓度低,被复合的机会较少。又基区很薄,在集电结反偏电压的作用下,电子在基区停留的时间很短,很快进入集电结的结电场区域,被集电极所收集,。在基区被复合的电子形成的电流是IBN。外因集电结反偏,使集电结区的少子形成漂移电流ICBO
(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,集电区面积大。
(2)外部条件:发射结正向偏置,集电结反向偏置。
(动画5-1)
扩散运动形成发射极电流IE,复合运动形成基极电流IB,漂移运动形成集电极电流IC。
少数载流子的运动
因发射区多子浓度高使大量电子从发射区扩散到基区
因基区薄且多子浓度低,使极少数扩散到基区的电子与空穴复合
因集电区面积大,在外电场作用下大部分扩散到基区的电子漂移到集电区
基区空穴的扩散
放大状态下BJT的工作原理(共射极)
放大状态下BJT中载流子的传输过程
电流分配关系(共基极)
根据传输过程可知
IC= ICN+ ICBO
IB= IEP + IBN- ICBO
通常 IC >> ICBO
为电流放大系数,与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关一般= 
IE = IEP + IEN=IB-IBN+ICBO+IBN + ICN
= IB-IBN+ICBO+IBN +IC-ICBO
= IB+IC
IE= IEP + IEN
IEN= IBN + ICN
IE=IB+IC
IE-扩散运动形成的电流
IB-复合运动形成的电流
IC-漂移运动形成的电流
穿透电流
集电结反向电流
直流电流放大系数
交流电流放大系数
为什么基极开路集电极回路会有穿透电流?
电流分配关系(共射极)
是另一个电流放大系数,同样,它也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
BJT的V-I 特性曲线
iB=f(vBE) vCE=const
(2) 当vCE≥1V时, vCB= vCE - vBE>0,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。
(以共射极放大电路为例)
输入特性曲线:
为什么UCE增大曲线右移?
对于小功率晶体管,UCE大于1V的一条输入特性曲线可以取代UCE大于1V的所有输入特性曲线。
为什么像PN结的伏安特性?
为什么UCE增大到一定值曲线右移就不明显了?