三极管41fwt优秀PPT.ppt

放大的概念u放大的对象：变更量放大的对象：变更量u放大的本质：能量的限制放大的本质：能量的限制u放大的基本要求：不失真放大的基本要求：不失真放大的前提放大的前提VCC至少一路直流至少一路直流电源供电电源供电4.1 半导体三极管半导体三极管 BJT的结构简介的结构简介 放大状态下放大状态下BJT的工作原理的工作原理 BJT的的VI特性曲线特性曲线 BJT的主要参数的主要参数 晶体管的结构小功率管小功率管中功率管中功率管大功率管大功率管4.1.1 BJT的结构的结构（以（以NPNNPN为例）为例）BJT的定义的定义 以NPN型为例。BJT是通过确定的工艺，将两个是通过确定的工艺，将两个PN结结合在一起的器件。由于两个结结合在一起的器件。由于两个PN结结之间的相互影响，使之间的相互影响，使BJT表现出不同于表现出不同于单个单个PN结的特性而具有电流放大作用，结的特性而具有电流放大作用，从而使从而使PN结的应用发生了质的飞跃。结的应用发生了质的飞跃。三极管载流子的传输过程三极管载流子的传输过程 三极管的放大作用是在确定的外部条件限制下，通过载流三极管的放大作用是在确定的外部条件限制下，通过载流子传输体现出来的。子传输体现出来的。4.1.1 BJT的结构简介的结构简介三极管载流子的传输过程三极管载流子的传输过程 4.1.1 BJT的结构简介的结构简介三极管载流子的传输过程三极管载流子的传输过程 4.1.1 BJT的结构简介的结构简介三极管载流子的传输过程三极管载流子的传输过程 4.1.1 BJT的结构简介的结构简介三极管载流子的传输过程三极管载流子的传输过程 外部条件：外部条件：左侧左侧PN结正偏结正偏 右侧右侧PN结反偏结反偏三极管的命名三极管的命名三极管的命名三极管的命名三极管的命名三极管的命名放射极放射极基极基极集电极集电极 NPN型半导体三极管型半导体三极管的结构示意图的结构示意图NPN管的电路符号管的电路符号三极管的命名三极管的命名 半导体三极管的结半导体三极管的结构示意图如图所示。构示意图如图所示。它有两种类型它有两种类型:NPN型型和和PNP型。型。PNP管的电路符号管的电路符号三极管的命名三极管的命名 三极管的放大作用是在确定的外部条件限制下，通过载流三极管的放大作用是在确定的外部条件限制下，通过载流子传输体现出来的。子传输体现出来的。三极管的电流支配（以三极管的电流支配（以NPN为例）为例）1.内部载流子的传输过程内部载流子的传输过程放射区：放射载流子放射区：放射载流子集电区：收集载流子集电区：收集载流子基区：传送和限制载流子基区：传送和限制载流子 由于三极管内有两种载流子由于三极管内有两种载流子(自自由电子和空穴由电子和空穴)参与导电，故称为双参与导电，故称为双极型三极管或极型三极管或BJT(Bipolar BJT(Bipolar Junction Transistor)Junction Transistor)。放大状态下放大状态下BJTBJT中载流子的传输中载流子的传输过程过程三极管的电流支配三极管的电流支配1.电流关系式电流关系式 IC=ICN+ICBO放大状态下放大状态下BJTBJT中载流子的传输过程中载流子的传输过程IE=IEN+IEP IEN IEN=ICN+IBN放射极电流：放射极电流：集电极电流：集电极电流：2.系数系数依据传输过程可知依据传输过程可知 IC=ICN+ICBO通常通常 IC ICBO 为电流放大系数。它只为电流放大系数。它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般有关，与外加电压无关。一般 =0.9 0.99。IE=IB+IC放大状态下放大状态下BJTBJT中载流子的传输过程中载流子的传输过程 是另一个电流放大系数。同样，它也只与管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。子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般一般 1。根据根据IE=IB+IC IC=ICN+ICBO3.系数系数内部条件内部条件外部条件外部条件三极管放大原理三极管放大原理小结小结 三极管的放大作用，主要是依靠它的放射极电流三极管的放大作用，主要是依靠它的放射极电流能够通过基区传输，然后到达集电极而实现的。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实现这一传输过程的两个条件放射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，放射区杂质浓度远大于基区杂质浓度，基区很薄，基区很薄，集电结面积要大。集电结面积要大。放射结正向偏置，集电结反向偏置。放射结正向偏置，集电结反向偏置。PNP型三极管要工作的型三极管要工作的外部条件是什么？外部条件是什么？PNP管的电路符号管的电路符号PNPPNP型三极管型三极管三极管的三种组态三极管的三种组态共集电极接法共集电极接法，集电极作为公共电极，用，集电极作为公共电极，用CC表示。表示。共基极接法，共基极接法，基极作为公共电极，用基极作为公共电极，用CB表示；表示；共放射极接法，放射极作为公共电极，用共放射极接法，放射极作为公共电极，用CE表示；表示；BJT的三种组态的三种组态共基极放大电路共基极放大电路共基极放大电路共基极放大电路共放射极放大电路共放射极放大电路共放射极放大电路共放射极放大电路共射极连接共射极连接4.1.3 BJT的的V-I 特性曲线特性曲线 iB=f(vBE)vCE=const(2)当当vCE1V时，时，vBC=vBE-vCE 0，集电结已进入反偏状态，同样的，集电结已进入反偏状态，同样的vBE下下 IB减小，特性曲线右移。减小，特性曲线右移。(1)当当vCE=0V时，晶体管的放射结和集电结都正偏，时，晶体管的放射结和集电结都正偏，iB电流是正偏的两个电流是正偏的两个PN结正向电流之和。结正向电流之和。iB=iB1+iB2 1.输入特性曲线输入特性曲线（以共射极放大电路为例）（以共射极放大电路为例）共射极连接共射极连接PN结的正向伏安特性曲线。结的正向伏安特性曲线。iC=f(vCE)iB=const2.2.输出特性曲线输出特性曲线4.1.3 BJT的的V-I 特性曲线特性曲线共射极连接共射极连接IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域相此区域相邻两条线邻两条线等间隔，等间隔，满足满足IC=IB称为线性称为线性区（放大区（放大区）。区）。当当UCE大于大于确定的数值确定的数值时，时，IC时表时表现为恒流特现为恒流特性，不随性，不随UCE增大。增大。放大区放大区放射结正偏，集电结反偏。放射结正偏，集电结反偏。IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域中此区域中UCE UBE,集电结正偏，称为集电结正偏，称为饱和区。饱和区。该区域的该区域的VCE 很小，称其为饱和压降很小，称其为饱和压降VCES 。饱和区饱和区放射结正偏，集电结正偏。放射结正偏，集电结正偏。(2)IC bIB，IB失去了对失去了对IC的的 限制。限制。(1)UCEUBE，集电结正偏。集电结正偏。饱和区的特点饱和区的特点(3)集电极饱和电压降集电极饱和电压降UCES较小，小功率硅管为较小，小功率硅管为 0.3 0.5V。(4)饱和时集电极电流饱和时集电极电流IC(mA )1234UCE(V)36912IB=020 A40 A60 A80 A100 A此区域中此区域中:UBEIC(3)截止区：截止区：UBE 死区电压，死区电压，IB=0，IC=ICEO 0 例1：试推断三极管的工作状态例2：用数字电压表测得放大电路中晶体管的各极电位，试推断晶体管的类型（为NPN型还是PNP型，硅管还是锗管，分别标上B、E、C。(4)共发射极直流电流放大系数共发射极直流电流放大系数1.电流放大系数电流放大系数 4.1.4 BJT的主要参数的主要参数(3)共放射极沟通电流放大系数共放射极沟通电流放大系数(2)共基极沟通电流放大系数共基极沟通电流放大系数(1)共基极直流电流放大系数共基极直流电流放大系数 当当ICBO和和ICEO很小时，很小时，、，可以不，可以不加区分。加区分。2.极间反向电流极间反向电流(1)集电极基极间反向饱和电流集电极基极间反向饱和电流ICBO 放射极开路时，集电结的反向饱和电流。放射极开路时，集电结的反向饱和电流。4.1.4 BJT的主要参数的主要参数ICBO是集是集电结反偏由电结反偏由少子的漂移少子的漂移形成的反向形成的反向电流，受温电流，受温度的变更影度的变更影响。响。(2)集电极放射极间的反向饱和电流集电极放射极间的反向饱和电流ICEO ICEO=（1+）ICBO 4.1.4 BJT的主要参数的主要参数 2.极间反向电流极间反向电流（穿透电流）（穿透电流）1 对对UBEth的影响的影响 温度每上升温度每上升1C，UBEth减小减小22.5mv2 对对ICBO的影响的影响 温度每上升温度每上升10C，ICBO增大一倍增大一倍3 对对 的影响的影响 温度每上升温度每上升1C，增大增大0.51 最终使最终使IC随温度上升而增大随温度上升而增大 4.1.5 温度对温度对BJT参数及特性的影响参数及特性的影响精品课件精品课件！精品课件精品课件！39本节小结本节小结1.符号符号2三极管载流子传输三极管载流子传输3电流支配电流支配4输入输入-输出特性曲线输出特性曲线本节作业本节作业P185：