ch21晶體管的結(jié)構(gòu)、特性及參數(shù).

1、第2章 半導(dǎo)體三極管及其應(yīng)用 2.1晶體管的結(jié)構(gòu)、特性及參數(shù) 2.1.1 晶體管的結(jié)構(gòu)與電流放大作用晶體管的結(jié)構(gòu)與電流放大作用 2.1.2 晶體管的伏安特性曲線晶體管的伏安特性曲線 2.1.3 晶體管的主要參數(shù)晶體管的主要參數(shù) 2.1.4 晶體管的使用常識(shí)晶體管的使用常識(shí) 2.1.1 2.1.1 晶體管的結(jié)構(gòu)與電流放大晶體管的結(jié)構(gòu)與電流放大作用作用 一、晶體管的結(jié)構(gòu)與類型一、晶體管的結(jié)構(gòu)與類型 N N P 發(fā)射極發(fā)射極 E 基極基極 B 集電極集電極 C 發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié) 集電結(jié)集電結(jié) 基區(qū)基區(qū) 發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū) 集電區(qū)集電區(qū) emitter base collector NPN 型型 P P N E

2、 B C PNP 型型 E C B E C B 分類分類 按材料分按材料分 硅管、鍺管硅管、鍺管 按結(jié)構(gòu)分按結(jié)構(gòu)分 NPNNPN、PNPPNP 按使用頻率分按使用頻率分 低頻管、高頻管低頻管、高頻管 按功率分按功率分 小小功率管功率管 1 W 二、晶體管電流放大原理二、晶體管電流放大原理 1. 晶體管放大的條件晶體管放大的條件 內(nèi)部?jī)?nèi)部 條件條件 發(fā)射區(qū)摻雜濃度高發(fā)射區(qū)摻雜濃度高 基區(qū)薄且摻雜濃度低基區(qū)薄且摻雜濃度低 集電結(jié)面積大集電結(jié)面積大 外部外部 條件條件 發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏 輸入輸入 回路回路 輸出輸出 回路回路 RC VCC iB IE RB + UBE +

3、UCE VBB C E B iC + + UCB + IE IB IC 發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié) 正偏正偏 集電結(jié)集電結(jié) 反偏反偏 UCB0集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏 + + - - UBE0發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏 2. 晶體管的電流分配關(guān)系晶體管的電流分配關(guān)系 當(dāng)管子制成后，發(fā)射區(qū)載流子濃度、基區(qū)寬度、集當(dāng)管子制成后，發(fā)射區(qū)載流子濃度、基區(qū)寬度、集 電結(jié)面積等確定，故電流的比例關(guān)系確定，即：電結(jié)面積等確定，故電流的比例關(guān)系確定，即： BCE III BC II BE )1(II C B I I 以小電流（以小電流（IB）控制大電流（）控制大電流（IC）的作用，稱為晶）的作用，稱為晶 體管的電流放大作用。體管的電

4、流放大作用。 2.1.2 2.1.2 晶體管晶體管的伏安特性曲線的伏安特性曲線 一、輸入一、輸入特性曲線特性曲線 輸入輸入 回路回路 輸出輸出 回路回路 常數(shù)常數(shù) CE )( BEB u ufi 0 CE u與二極管特性相似與二極管特性相似 RC VCC iB IE RB + uBE + uCE VBB C E B iC + + + iB RB + uBE VBB + BE u B i O 0 CE u V 1 CE u 0 CE u V 1 CE u特性基本特性基本重合重合( (電流分配關(guān)系確定電流分配關(guān)系確定) ) 特性右移特性右移( (因集電結(jié)開始吸引電子因集電結(jié)開始吸引電子) ) 導(dǎo)通

5、電壓導(dǎo)通電壓 UBE( (on) ) 硅管：硅管： (0.6 0.8) V 鍺管：鍺管： (0.2 0.3) V 取取 0.7 V 取取 0.2 V VBB + RB 二、輸出特性曲線二、輸出特性曲線 常數(shù)常數(shù) B )( CEC i ufi iC / mA uCE /V 50 A 40 A 30 A 20 A 10 A IB = 0 O 2 4 6 8 4 3 2 1 1. 截止區(qū)：截止區(qū)： IB 0 IC = ICEO 0 條件：條件：兩個(gè)結(jié)反偏兩個(gè)結(jié)反偏 2. 放大區(qū)：放大區(qū)： CEOBC III 3. 飽和區(qū)：飽和區(qū)： uCE u BE uCB = uCE u BE 0 條件：條件：兩個(gè)

6、結(jié)正偏兩個(gè)結(jié)正偏 特點(diǎn)：特點(diǎn)：IC IB 臨界飽和時(shí)：臨界飽和時(shí)： uCE = uBE 深度飽和時(shí)：深度飽和時(shí)： 0.3 V ( (硅管硅管) ) UCE(sat) (sat)= = 0.1 V ( (鍺管鍺管) ) 放大區(qū)放大區(qū) 截止區(qū)截止區(qū) 飽飽 和和 區(qū)區(qū) 條件：條件：發(fā)射結(jié)正偏發(fā)射結(jié)正偏 集電結(jié)反偏集電結(jié)反偏 特點(diǎn)：特點(diǎn)：水平、等間隔水平、等間隔 ICEO 三、三、PNP晶體管的伏安特性曲線晶體管的伏安特性曲線 2.1.3 2.1.3 晶體管晶體管的主要參數(shù)的主要參數(shù) 一、電流放大系數(shù)一、電流放大系數(shù) 共發(fā)射極電流放大系數(shù)共發(fā)射極電流放大系數(shù) iC / mA uCE /V 50 A 4

7、0 A 30 A 20 A 10 A IB = 0 O 2 4 6 8 4 3 2 1 直流電流放大系數(shù)直流電流放大系數(shù) 交流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù) B i iC 一般為幾十一般為幾十 幾百幾百 Q 80 10 8 . 0 A1010 A10)65. 145. 2( 6 3 二、極間反向飽和電流二、極間反向飽和電流 C C B B I I CB 極極間反向飽和電流間反向飽和電流 ICBO，CE 極極間反向飽和電流間反向飽和電流 ICEO。 82 A1030 A1045. 2 6 3 三、極限參數(shù)三、極限參數(shù) 1. ICM 集電極最大允許電流，超過時(shí)集電極最大允許電流，超過時(shí) 值明顯降低。

8、值明顯降低。 U( (BR) )CBO 發(fā)射極開路時(shí)發(fā)射極開路時(shí) C、B 極極間反向擊穿電壓。間反向擊穿電壓。 2. PCM 集電極最大允許功率損耗集電極最大允許功率損耗PC = iC uCE。 3. U( (BR) )CEO 基極開路時(shí)基極開路時(shí) C、E 極極間反向擊穿電壓。間反向擊穿電壓。 U( (BR) )EBO 集電極極開路時(shí)集電極極開路時(shí) E、B 極極間反向擊穿電壓。間反向擊穿電壓。 U( (BR) )CBO U( (BR) )CEO U( (BR) )EBO (討論討論)已知已知: ICM = 20 mA, PCM = 100 mW， U(BR)CEO = 20 V， 當(dāng)當(dāng) UCE

9、 = 10 V 時(shí)，時(shí)，IC mA 當(dāng)當(dāng) UCE = 1 V，則，則 IC mA 當(dāng)當(dāng) IC = 2 mA，則，則 UCE iC uCE T1 iB = 0 T2 iB = 0 iB = 0 溫度每升高溫度每升高 1 C， (0.5 1)%。 輸出特性曲線間距增大。輸出特性曲線間距增大。 O 2.1.4 2.1.4 晶體管晶體管的使用常識(shí)的使用常識(shí) 第一部分第一部分 數(shù)字?jǐn)?shù)字 電極數(shù)電極數(shù) 3 三極管三極管 第二部分第二部分第三部分第三部分 字母字母( (漢拼漢拼) ) 材料和極性材料和極性 A 鍺材料鍺材料 PNP B 鍺材料鍺材料 NPN C 硅材料硅材料 PNP D 硅材料硅材料 NPN

10、 字母字母( (漢拼漢拼) ) 器件類型器件類型 X 低頻小功率管低頻小功率管 G 高頻小功率管高頻小功率管 D 低頻大功率管低頻大功率管 A 高頻大功率管高頻大功率管 第四部分第四部分第五部分第五部分 數(shù)字?jǐn)?shù)字 序號(hào)序號(hào) 字母字母( (漢拼漢拼) ) 規(guī)格號(hào)規(guī)格號(hào) 例如：例如：3AX31 3DG12B 3DD6 3CG 3DA 3AD 3DK 常用小功率進(jìn)口三極管常用小功率進(jìn)口三極管9011 9018 一、晶體管的命名方式一、晶體管的命名方式 K 開關(guān)管開關(guān)管 二、晶體管的外形及引腳排列二、晶體管的外形及引腳排列 E B C E B C E B C BE C 三、晶體管的識(shí)別與檢測(cè)三、晶體管

11、的識(shí)別與檢測(cè) 根據(jù)根據(jù)外觀判斷外觀判斷極性；極性； 插入插入三極管擋三極管擋( (hFE) )，測(cè)量，測(cè)量 值或判斷管型值或判斷管型 及管腳；及管腳； 用用萬(wàn)用表電阻擋測(cè)量三極管的好壞，萬(wàn)用表電阻擋測(cè)量三極管的好壞，PN 結(jié)正偏時(shí)電阻值結(jié)正偏時(shí)電阻值 較小較小(幾千歐以下幾千歐以下)，反偏時(shí)電阻值較大，反偏時(shí)電阻值較大(幾百千歐以上幾百千歐以上) 。 1 1 2 2 3 3 指針式萬(wàn)用表指針式萬(wàn)用表 注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)： 1k B E C 1k B E C 紅紅表筆是表筆是( (表內(nèi)表內(nèi)) )負(fù)極，負(fù)極，黑黑表筆是表筆是( (表內(nèi)表內(nèi)) )正極。正極。 在在 R 1 k 擋進(jìn)行測(cè)量。擋進(jìn)行測(cè)量

12、。 測(cè)量時(shí)手不要接觸引腳。測(cè)量時(shí)手不要接觸引腳。 數(shù)字萬(wàn)用表數(shù)字萬(wàn)用表 注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)： 根據(jù)外觀判斷極性根據(jù)外觀判斷極性可直接用電阻擋的可直接用電阻擋的 擋，分別擋，分別 測(cè)量測(cè)量判斷判斷兩個(gè)結(jié)兩個(gè)結(jié) 的的好壞；好壞； 插入插入三極管擋三極管擋( (hFE) )，測(cè)量，測(cè)量 值或判斷管型值或判斷管型 及管腳；及管腳； 1 1 2 2 紅紅表筆是表筆是( (表內(nèi)表內(nèi)) )正極正極，黑黑表筆是表筆是( (表內(nèi)表內(nèi)) )負(fù)負(fù)極極。 NPN NPN 和和 PNP PNP 管分別按管分別按 EBC EBC 排列插入不同的孔排列插入不同的孔。 需要需要準(zhǔn)確準(zhǔn)確測(cè)量測(cè)量 值時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行校正值時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行校正。 四、晶體三極管的選用四、晶體三極管的選用 根據(jù)根據(jù)電路工作要求選擇高、低頻管電路工作要求選擇高、低頻管。 根據(jù)根據(jù)電路工作要求選擇電路工作要求選擇 PCM、 IC