內(nèi)蒙古大學(xué)模擬電子技術(shù)第1章3課件

1.3晶體三極管又稱半導(dǎo)體三極管，簡(jiǎn)稱晶體管。晶體管的放大作用和開關(guān)作用，促使了電子技術(shù)的的飛躍。半導(dǎo)體三極管圖片NN+P發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射極E(e)集電極C(c)發(fā)射結(jié)Je集電結(jié)Jc基極B(b)NPN型三極管符號(hào)B(b)E(e)TC(c)NN+P發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射極E(e)集電極C(c)發(fā)射結(jié)Je集電結(jié)Jc基極B(b)2、PNP型三極管結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)PNP型三極管符號(hào)B(b)E(e)TC(c)E(e)發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)PP+NC(c)B(b)JeJc1.3.2晶體管的工作原理（以NPN型管為例）依據(jù)兩個(gè)PN結(jié)的偏置情況放大狀態(tài)飽和狀態(tài)截止?fàn)顟B(tài)倒置狀態(tài)晶體管的工作狀態(tài)晶體管共射接法1．發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置—放大狀態(tài)

(1)電流關(guān)系a.

發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子形成發(fā)射極電流IE。發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子稱擴(kuò)散到基區(qū)的發(fā)射區(qū)多子為非平衡少子因?yàn)榘l(fā)射區(qū)的摻雜濃度遠(yuǎn)大于基區(qū)濃度，

空穴電流忽略不記?；鶇^(qū)向發(fā)射區(qū)擴(kuò)散空穴發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子b.基區(qū)電子擴(kuò)散和復(fù)合非平衡少子少量在基區(qū)復(fù)合，形成基區(qū)電流IB,多數(shù)向集電結(jié)擴(kuò)散非平衡少子在基區(qū)復(fù)合，形成基極電流IB非平衡少子向集電結(jié)擴(kuò)散IB非平衡少子到達(dá)集電區(qū)C.集電區(qū)收集從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散過來的電子（非平衡少子）形成集電極電流ICIBIC電流分配關(guān)系IE=IEN+IEP=ICN+IBN+IEPIC=ICN+ICBOIB=IBN+IEP-ICBO=I’B-ICBOIE＝IB＋I(xiàn)C定義三極管共射直流電流放大系數(shù)IBICICBO各電極電流之間的關(guān)系

IE=IC+IB

IBICICBO晶體管共基接法得或的關(guān)系式由由及的定義與三極管的電流分配關(guān)系動(dòng)畫演示如果

△UBE

>0，那么△IB>0，△IC>0，△IE>0

當(dāng)輸入回路電壓U

'BE=UBE+△UBE那么I

'B=IB+△IBI

'C=IC+△ICI

'E=IE+△IE如果

△UBE

<0，那么△IB<0，△IC<0，△IE<0

IBICICBO符號(hào)的意義電流：IB

ib

Ib

iB

（一個(gè)下標(biāo)）電壓：UBE

ube

Ube

uBE

（二個(gè)下標(biāo)）

直流交流交流交流＋瞬時(shí)值有效值直流兩大直兩小瞬交大小交效小大全uBE=

ube+UBE(2)放大原理設(shè)輸入信號(hào)ui=UimSinωt

V那么iB=

ib+IBiC=

ic+ICuCE=

uce+UCEuce=

-

icRC其中UCE=

VCC-

ICRC放大電路TVBBVCCiBuBE_uCEiC+RBRCui+_+_iE2．發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)正向偏置—飽和狀態(tài)

（2）IC

≠bIB，IB失去了對(duì)IC的控制。（1）UCB(=UCE-UBE)≤0。集電結(jié)零偏或正偏，臨界飽和或深度飽和飽和狀態(tài)的特點(diǎn)（3)集電極飽和電壓降UCES較小小功率硅管0.3~0.4V，鍺管0.1V左右。（5）UCE對(duì)IC的影響大，當(dāng)UCE增大，IC將隨之增加。當(dāng)UCE增大使集電結(jié)從正偏往零偏變化過程中，UCE越大，到達(dá)集電區(qū)的非平衡少子就越多，Ic將隨著UCE增大而增加。（4）飽和時(shí)集電極電流（2）IC=ICBO，IB=－ICBO3．發(fā)射結(jié)反向偏置、集電結(jié)反向偏置—截止?fàn)顟B(tài)截止?fàn)顟B(tài)的特點(diǎn)：（1）UBE小于死區(qū)電壓。4．發(fā)射結(jié)反向偏置、集電結(jié)正向偏置—倒置狀態(tài)（1）集電區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的多子較少。特點(diǎn):（2）發(fā)射區(qū)收集基區(qū)的非平衡少數(shù)載流子的能力小。（3）電流放大系數(shù)很小?？偨Y(jié)

放大飽和截止倒置發(fā)射結(jié)正正反反集電結(jié)反正反正B(b)E(e)TC(c)放大狀態(tài)下晶體管各極電位關(guān)系NPN管：UC>

UB>

UEPNP管：UC<

UB<

UEB(b)E(e)TC(c)B(b)E(e)TC(c)1.3.3晶體管的共射特性曲線

1．共射極輸入特性

共射極輸入特性三極管共射極接法(1)

輸入特性是非線性的，有死區(qū)。

(2)

當(dāng)uBE不變，uCE從零增大，iB減；想獲得同樣的iB，必須增大uBE。輸入特性的特點(diǎn)：(3)

當(dāng)uCE≥1V，輸入特性曲線幾乎重合在一起，uCE對(duì)輸入特性幾乎無影響。

(4)

放大狀態(tài)時(shí)，uBE的變化范圍很小，而iB急劇增大，即uBE固定在一定范圍內(nèi)。2．共射極輸出特性

輸出特性曲線飽和區(qū)截止區(qū)放大區(qū)、線性區(qū)iiB=20μA04060801002468/VuCE01234C/mA各區(qū)的特點(diǎn)：（1）飽和區(qū)a.

UCE≤UBEb.IC＜βIBc.UCE增大，IC

增大。飽和區(qū)iiB=20μA04060801002468/VuCE01234C/mA（3）截止區(qū)b.IB≈0c.IC≈0

（2）放大區(qū)a.UCE>UBEb.IC=βIBIC與UCE無關(guān)，

相當(dāng)于電流控制電流源飽和區(qū)放大區(qū)iiB=20μA04060801002468/VuCE01234C/mA截止區(qū)a.UBE＜死區(qū)電壓NPN管與PNP型管的區(qū)別iB、uBE、iC、iE、uCE的極性二者相反PNP管電路NPN管電路硅管與鍺管的區(qū)別:（3）鍺管的ICBO比硅管大（1）死區(qū)電壓約為硅管0.5V鍺管0.1V（2）

導(dǎo)通壓降|uBE|鍺管0.3V硅管0.7V1.3.4晶體管的主要參數(shù)1.直流參數(shù)（3）發(fā)射極開路，集電極——基極間反向飽和電流ICBO

（1）共基極直流電流放大系數(shù)

（2）共射極直流電流放大系數(shù)

（4）基極開路，集電極——發(fā)射極間反向飽和電流ICEO

2.交流參數(shù)

（1）共基極交流電流放大系數(shù)α

β值與iC的關(guān)系曲線（2）共射極交流電流放大系數(shù)β

常數(shù)iC0βiCuCE0U

(BR)CEOICMPCM不安全區(qū)安全區(qū)(1)集電極最大允許功率耗散PCM晶體管的安全工作區(qū)等功耗線PC=PCM=uCE×iC3.極限參數(shù)(2)集電極最大允許電流ICM，過大影響功耗及β(3)集電極開路時(shí)發(fā)射極——基極間反向擊穿電壓U（BR）EBO(4)發(fā)射極開路時(shí)集電極——基極間反向擊穿電壓U（BR）CBO(5)基極開路時(shí)集電極——發(fā)射極間反向擊穿電壓U（BR）CEO

1.3.5溫度對(duì)晶體管特性及參數(shù)的影響

1．對(duì)ICBO的影響，溫度升10oC,增加一倍2．對(duì)β的影響3．對(duì)UBE的影響

4．