③大学 第四讲晶体三极管 晶体管的结构和符号 二、晶体管的放大原理 三、晶体管的共射输入、输出特性 四、温度对晶体管特性的影响 五、主要参数
第四讲 晶体三极管 一、晶体管的结构和符号 二、晶体管的放大原理 三、晶体管的共射输入、输出特性 四、温度对晶体管特性的影响 五、主要参数
三极管的结枘和巷号 为什么有孔? 集电极 小功率管 中功率管大功率管 发射区基区集电区 P oc 发射极 集电极 多子浓度高发点 e 9集电结 NPN型 PNP型 基极 多子浓度很 面积大 低,且很薄 晶体管有三个极、三个区、两个N结
一、三极管的结构和符号 多子浓度高 多子浓度很 低，且很薄 面积大 晶体管有三个极、三个区、两个PN结。 小功率管 中功率管 大功率管 为什么有孔？
晶体管的放大原理 放大的条件{4m>Co(发射结正偏) u20,即x2m(集电结反偏) 少数载 流子的 lc 因集电区面积大,在外电场作用下大 运动 部分扩散到基区的电子漂移到集电区 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 Rb 因发射区多子浓度高使大量 电子从发射区扩散到基区 基区空穴 的扩散 扩散运动形成发射极电流l,复合运动形成基极 电流,漂移运形成集电极电流lc
二、晶体管的放大原理 ，即 （集电结反偏） （发射结正偏） 放大的条件 CB CE BE BE ON u 0 u u u U 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
电流分配:=+l 正一扩散运动形成的电流 R 石一复合运动形成的电流 L-漂移运动形成的电流m 直流电流 交流电流放大系数 放大系数 B B CEo=(1+β) CBO 穿透电流 为什么基极开路集电极回 集电结反向电流路会有穿透电流?
• 电流分配： 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 CEO CBO B C B C (1 ) I I i i I I = + = = 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？
三、晶体管的共射输入特性和输出特性 1、输入特性=/()a 0.5V 为什么像PN结的伏安特性? 为什么Uc增大曲线右移? 为什么UCE增大到一定值曲 线右移就不明显了? 对于小功率晶体管,Uc大于1V的一条输入特性曲线 可以取代UcE大于v的所有输入特性曲线
三、晶体管的共射输入特性和输出特性 C E ( ) B uBE U i = f 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？ 1、输入特性
2、输出特性=f(x= 对应于一个就有一条i随ucE变化的曲线。 饱和区 为什么uc较小时i随c变 B3 化很大?为什么进入放大状态 曲线几乎是横轴的平行线? B B 8c=常量 放大区 =0 截止区 β是常数吗?什么是理想三极管?什么情况下B=B?
2、输出特性 B ( ) C uCE i i = f β是常数吗？什么是理想三极管？什么情况下 ? = 对应于一个IB就有一条iC随uCE变化的曲线。 为什么uCE较小时iC随uCE变 化很大？为什么进入放大状态 曲线几乎是横轴的平行线？ 饱和区 放大区 截止区 B i C i =常量 = C E B C U i i
晶体管的三个工作区域 饱和区 放 3 △ 大 区 =0 截止区 状态 BE C CE 截止 <U CEO CC 放大 on ≥L BE 饱和 U BE 晶体管工作在放大状态时,输出回路电流ic几乎仅仅决 定于输入回路电流i;即可将输出回路等效为电流i控制 的电流源
晶体管的三个工作区域 晶体管工作在放大状态时，输出回路电流 iC几乎仅仅决 定于输入回路电流iB；即可将输出回路等效为电流iB 控制 的电流源iC 。 状态 UBE IC UCE 截止 ＜Uon ICEO VCC 放大 ≥ Uon βiB ≥ uBE 饱和 ≥ Uon ＜βiB ≤ uBE
四、温度对晶体管特性的影响 60°C 60°C20° 20°C △ BE2 CBEI 7(℃)↑→lcEo个 →>B个 →E不变时a个,即i不变时uBE
四、温度对晶体管特性的影响 → → → BE B B BE CEO ( ) u i i u T I 不变时 ，即 不变时 ℃
五、主要参数 ·直流参数:β、a CBO、1CEO E △i1+B 交流参数:B、a、斤(使尸=1的信号频率) 极限参数:M、PM、U (BR CEO 最大集电 c-e间击穿电压 极电流 最大集电极耗散功 过 P 率,PCM=i CUCE 损 耗 安全工作区 区 BR)CEO CE
五、主要参数 • 直流参数： 、 、ICBO、 ICEO 最大集电 c-e间击穿电压 极电流 最大集电极耗散功 率，PCM＝iCuCE 安全工作区 • 交流参数：β、α、fT（使β＝1的信号频率） • 极限参数：ICM、PCM、U（BR）CEO C E = I I + = = E 1 C i i
讨论 通过uB是否大于Uon判断管 (+12V)子是否导通。 R 5kQ u, -Ube 5-0 43μA 100 T 100k9 2.4mA R 临界饱和时的B=m≈56 B 1、分别分析u0V、5V时T是工作在截止状态还是导通状态; 2、已知T导通时的UBE=0.7V,若当u=5V,则在什么范围 内T处于放大状态,在什么范围内T处于饱和状态?
讨论一 1、分别分析uI=0V、5V时T是工作在截止状态还是导通状态； 2、已知T导通时的UBE ＝0.7V，若当uI=5V，则β在什么范围 内T处于放大状态，在什么范围内T处于饱和状态？ 通过uBE是否大于Uon判断管 子是否导通。 43μA 100 5 0.7 b I BE B = − = − = R u U i 2.4mA 5 12 c CC Cmax = = = R V i 56 B Cmax = i i 临界饱和时的