华中电信系 41半导体三极管 411BJT的结构简介 412放大状态下BJT的工作原理 41.3BJT的V一特性曲线 414BJT的主要参数 HOME BACKNEXT
4.1 半导体三极管 4.1.1 BJT的结构简介 4.1.2 放大状态下BJT的工作原理 4.1.3 BJT的V-I特性曲线 4.1.4 BJT的主要参数
411BJT的结构简介 华中电信系 (a)小功率管(b)小功率管(c)大功率管d)中功率管 HOME BACKNEXT
4.1.1 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
411BJT的结构简介 华中电信系 集电极 c集电极 半导体三极管的结 构示意图如图所示。 集电区集电结 集电区集电结 它有两种类型:NPN型 和PNP型 基极 基极 基区 发射结 发射结 发射区 发射区 (a)NPN型管结构示意图 发射极 发射极 (b)PNP型管结构示意图 (c)NPN管的电路符号 (d)PNP管的电路符号 HOME BACKNEXT
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。 4.1.1 BJT的结构简介 (a) NPN型管结构示意图 (b) PNP型管结构示意图 (c) NPN管的电路符号 (d) PNP管的电路符号
411BJT的结构简介 华中电信系 集成电路中典型NPN型BT的截面图 b e SiO 铝 隔离 外延层 P P N 埋层 基极 P 硅衬底 HOME BACKNEXT
集成电路中典型NPN型BJT的截面图 4.1.1 BJT的结构简介
412放大状态下BJT的工作原理 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。 由于三极管内有两种载流子(自 外部条件:发射结正偏 由电子和空穴)参与导电,故称为双 集电结反偏 极型三极管或BJT( Bipolar Junction Transistor)。 1.内部载流子的传输过程 发射区:发射载流子 hE IcN 集电区:收集载流子 TE Ic 基区:传送和控制载流子 IBN lcr (以NPN为例) Re R TEB+Ic cIno CBO lE 放大状态下BJT中载流子的传输过程 HOME BACKNEXT
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 4.1.2 放大状态下BJT的工作原理 1. 内部载流子的传输过程 发射区:发射载流子 集电区:收集载流子 基区:传送和控制载流子 (以NPN为例) 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)。 IC= InC+ ICBO IE=IB+ IC 放大状态下BJT中载流子的传输过程
2.电流分配关系 华中电信系 根据传输过程可知 B+Ic Ic=Inc+ IcBo 设a 传输到集电极的电流 发射极注入电流 即a N ICN IE 通常Ic>>ICBo 则有a≈ Re E E B a为电流放大系数。它只 与管子的结构尺寸和掺杂浓度 放大状态下BJT中载流子的传输过程 有关,与外加电压无关。一般 c=0.9~0.99。 HOME BACKNEXT
2. 电流分配关系 发射极注入电流 传输到集电极的电流 设 E nC I I 即 根据传输过程可知 IC= InC+ ICBO 通常 IC >> ICBO E C I I 则有 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 = 0.90.99 。 IE=IB+ IC 放大状态下BJT中载流子的传输过程
2.电流分配关系 华中电信系 又设B= 根据=B+IcIC=lnc+ IcBo a 且令ICpo=(1+B)ICBo(穿透电流) 则B c当I>>lCEo时,B≈C 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。 般B>1。 HOME BACKNEXT
1 又设 B C CEO I I I 则 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 。 根据 IE=IB+ IC IC= InC+ ICBO E nC I I 且令 B C C CEO I I 当 I I 时, ICEO= (1+ ) ICBO (穿透电流) 2. 电流分配关系
华中电信系 3.三极管的三种组态 b T T T (c BJT的三种组态 共发射极接法,发射极作为公共电极,用CE表示; 共基极接法,基极作为公共电极,用CB表示 共集电极接法,集电极作为公共电极,用CC表示。 HOME BACKNEXT
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
4.放大作用 华中电信系 i=lE+△ =aiE=lc+△ +e R UCB R1△o ① △1 ib=(1-a)iE =1B+△iB b CC 共基极放大电路 若△1=20mV使△i=-1mA,当a=0.98时, 则△ic=a△i=-0.98mA,△o=Aic°R1=0.98V, 电压放大倍数 △vo0.98V 49 △,20mV HOME BACKNEXT
共基极放大电路 4. 放大作用 若 vI = 20mV 电压放大倍数 49 20mV 0.98V I O v v Av 使 iE = -1 mA, 则 iC = iE = -0.98 mA,vO = -iC•RL= 0.98 V, 当 = 0.98 时
华中电信系 综上所述,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: (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。 (2)外部条件:发射结正向偏置,集电结反 向偏置。 HOME BACKNEXT
综上所述,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: (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。 (2)外部条件:发射结正向偏置,集电结反 向偏置