模拟电子技术基础 第二章 半导体三极管
1 第二章 半导体三极管 模拟电子技术基础
模拟电子技术基础 BJT的结构简介: BJT常 根 集电区 电 它们 基区 电极c 发射区 两个PN结:发射结、集电结。 2
2 一、BJT的结构简介： BJT常称晶体管，种类很多,但从外形看，BJT都有三个电极。 根据结构不同，BJT可分成两种类型：NPN型和PNP型。 结构上可分成： 三个区域：基区、发射区、集电 区。 三个电极：从三个区各自接出的 一根引线就是BJT的三个电极，它们 分别叫做发射极e、基极b和集电极c 。 两个PN结：发射结、集电结。 模拟电子技术基础
模拟电子技术基础 BJT的结构简介: PNP型三极管的结构 制造工艺: (1)发射区比基区、集电 区掺杂浓度大。 (2)集电结面积比发射区 |的大 (3)基区薄(几um几十 (m高频几um,低频几十um 因此发射区、集电区并不是 对称的
3 制造工艺： （1）发射区比基区、集电 区掺杂浓度大。 （2）集电结面积比发射区 的大。 （3）基区薄(几um——几十 um),高频几um，低频几十um 因此发射区、集电区并不是 对称的。 一、BJT的结构简介： PNP型三极管的结构 模拟电子技术基础
模拟电子技术基础 、BJT的电流分配与放大作用: 1.BJT内部载流子的传输过程: 使发射区发射电子,集电区收集电子,必须具备的条件是 a发射结加正向电压(正向偏置)V2>0 b集电结加反向电压(反向偏置)VeO 更高c 更低 e 低 高e
4 二、BJT的电流分配与放大作用： 1．BJT内部载流子的传输过程: 使发射区发射电子，集电区收集电子，必须具备的条件是： a.发射结加正向电压(正向偏置):Vbe>0 N N P VBB RB VCC RC b.集电结加反向电压(反向偏置):Vbc<0 模拟电子技术基础
模拟电子技术基础 三极管内部载流子的运动 =l+lCBo≈L (1)发射区向基区注入电子: 发射区的多数载流子扩散到基 区,形成电流N B 基区空穴也扩散到发射区形成 电流I 总发射极电流I N IE=lEN+ IEP
5 ICBO ICN IC=ICN+ICBO ICN IE = IEN+ IEP IEP IEN N N P VCC RC VBB RB IB IBN (1)发射区向基区注入电子: 发射区的多数载流子扩散到基 区，形成电流IEN 基区空穴也扩散到发射区形成 电流IEP 总发射极电流 IE= IEN+IEP IE ≈IEN 三极管内部载流子的运动 模拟电子技术基础
模拟电子技术基础 三极管内部载流子的运动 L=la+lCBo≈L (2)集电区收集扩散过来的电子 集电结所加的是反向电压, 可使电子很快地漂移过集电结为集 B 电区所收集,形成集电极电流CN a集电极电流L=lc+LCBo≈LN IE=IEN+ IEp 6
6 N N P VBB RB VCC IE = IEN+ IEP ICBO ICN IC=ICN+ICBO ICN IEP RC IBN IEN IB 三极管内部载流子的运动 (2)集电区收集扩散过来的电子： 集电结所加的是反向电压， 可使电子很快地漂移过集电结为集 电区所收集，形成集电极电流ICN 。 集电极电流 IC=ICN+ ICBO ≈ICN 模拟电子技术基础
模拟电子技术基础 三极管内部载流子的运动 (3)电子在基区中的扩散与复合 电子在扩散过程中又会与基 区中的空穴复合形成电流lBN =l+lCBo≈L 基区和集电区的少子都要向 对方漂移,形成一个反向饱和电流 CBo,受温度影响很大。 B B EPCN2 CBO EPBNCBO B EP E Cnl CBO
7 三极管内部载流子的运动 N N P VBB RB VCC IE = IEN+ IEP ICBO ICN IC=ICN+ICBO ICN IEP RC IBN IEN IB (3)电子在基区中的扩散与复合 电子在扩散过程中又会与基 区中的空穴复合形成电流IBN。 基区和集电区的少子都要向 对方漂移，形成一个反向饱和电流 ICBO ，受温度影响很大。 IB=IEP +ICN2 –ICBO = IEP +IBN –ICBO B EP En Cn CBO I = I +(I − I )− I 1 模拟电子技术基础
模拟电子技术基础 2.电流分配关系: =+lcBo≈L +I ENEPEN BBN TIEP-ICBOTIBN"ICBO IBN CO NCBO Is=e+I I=I + M=a,a叫共基直流电流放大系数,平时a≈ E
8 2．电流分配关系： IE= IEN+IEP≈IEN IB=IBN +IEP -ICBO≈IBN-ICBO ≈IBN IC=ICN+ ICBO ≈ICN E C EN CN I I I I = ,叫共基直流电流放大系数，平时 1 IE=IC +IB N N P VBB RB VCC IE = IEN+ IEP ICBO ICN IC=ICN+ICBO ICN IEP RC IBN IEN IB 模拟电子技术基础
模拟电子技术基础 各极电流之间关系式 l=alr+/ CBO 共基极连接时输出电流I受输入电流I控制的电流传输方程。式中,称为 共基极电流传输系数( Common base current),表示I转化为In1的能力。显然, 其值恒小于1,但十分接近于1,一般在098以上,且在I的大变化范围内几乎 保持恒值。通常ICBo很小,对于硅管,其值为(109-10-10)A,一般可忽略,因而 电流传输方程可简化为 C a为一电流放大系数, 般a=0.9~0.99 E
9 各极电流之间关系式 E cn I I a = 1 共基极连接时输出电流Ic受输入电流Ib控制的电流传输方程。式中， 称为 共基极电流传输系数(Common Base Current)，表示IE转化为Icn1的能力。显然， 其值恒小于1，但十分接近于1，一般在0.98以上，且在IE的大变化范围内几乎 保持恒值。通常ICBO很小，对于硅管，其值为(10-9 -10-16)A，一般可忽略，因而 电流传输方程可简化为 C E CBO I = aI + I 模拟电子技术基础
各极电流之间关系式 I+ CBO 1-c B B是另一个电流放大系数, 般B>1 c=BlB+(1+ B)cBo IcEO =(1+ B)lcBo E=lB(1+β) 10
10 各极电流之间关系式 C B CBO I I I − + − = 1 1 1 − = 1 C B CBO I = I + (1+ )I CEO CBO I = (1+ )I