模电双极型三极管优秀课件.ppt

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1、模电课件双极型三极管第1页，本讲稿共16页半导体三极管半导体三极管半导体三极管半导体三极管 晶体管晶体管晶体管晶体管(transistortransistor)双极型三极管或简称三极管双极型三极管或简称三极管双极型三极管或简称三极管双极型三极管或简称三极管制作材料：制作材料：制作材料：制作材料：分类分类分类分类 ：它们通常是组成各种电子电路的核心器件。它们通常是组成各种电子电路的核心器件。它们通常是组成各种电子电路的核心器件。它们通常是组成各种电子电路的核心器件。双极结型三极管又称双极结型三极管又称双极结型三极管又称双极结型三极管又称为为为为 ：硅或锗硅或锗硅或锗硅或锗NPNNPN型型型型PN

2、PPNP型型型型下页下页上页上页首页首页2 2第2页，本讲稿共16页一、三极管的结构三个区三个区三个区三个区发射区：发射区：发射区：发射区：杂质浓度很高杂质浓度很高杂质浓度很高杂质浓度很高基基基基 区：区：区：区：杂质浓度低且很薄杂质浓度低且很薄杂质浓度低且很薄杂质浓度低且很薄集电区：集电区：集电区：集电区：无特别要求无特别要求无特别要求无特别要求发射结发射结发射结发射结集电结集电结集电结集电结集电区集电区集电区集电区基区基区基区基区发射区发射区发射区发射区c cb be eNPN型三极管的结构和符号两个两个两个两个PNPN结结结结发射结发射结发射结发射结集电结集电结集电结集电结三个电极三个电

3、极三个电极三个电极发射极发射极发射极发射极 e e基极基极基极基极 b b集电极集电极集电极集电极 c c集电极集电极集电极集电极 c ccollectorcollector基极基极基极基极 b bbasebase发射极发射极发射极发射极 e eemitteremitterN NP PN N下页下页上页上页首页首页3 3第3页，本讲稿共16页R Rb bR Rc cV VBBBBV VCCCCe ec cb b发射极电流发射极电流二、三极管中载流子的运动和电流分配关系1.1.发射发射发射发射:发射区大量电子向基区发射。发射区大量电子向基区发射。发射区大量电子向基区发射。发射区大量电子向基区发射

4、。2.2.复合和扩散：复合和扩散：复合和扩散：复合和扩散：电子在基区中复合扩散。电子在基区中复合扩散。电子在基区中复合扩散。电子在基区中复合扩散。3.3.收集：收集：收集：收集：将扩散过来的电子收将扩散过来的电子收将扩散过来的电子收将扩散过来的电子收集到集电极。集到集电极。集到集电极。集到集电极。同时形成反向饱和电流同时形成反向饱和电流同时形成反向饱和电流同时形成反向饱和电流I ICBO CBO。I IE EI IC CI IB BI ICNCNI IENENI IBNBNI ICBOCBO集电极电流集电极电流基极电流基极电流下页下页上页上页首页首页动画动画4 4第4页，本讲稿共16页R Rb

5、 bR Rc cV VBBBBV VCCCCe ec cb bI IE EI IC CI IB BI ICNCNI IENENI IBNBNI ICBOCBOI IC C =I ICn Cn+I ICBOCBOI IE E =I ICn Cn+I IBnBnI IC C =I IE E+I ICBOCBO当当当当I ICBOCBO I IC C时，可得时，可得时，可得时，可得 I IC CI IE E I IEnEn =I ICn Cn+I IBnBnI IE E =I IEn En I IE E =I IC C+I IB B下页下页上页上页将将将将 代入代入代入代入I IC C =I ICn

6、 Cn+I ICBO CBO 得得得得I ICnCn =I IE E通常将通常将通常将通常将定义为定义为定义为定义为共基直流电流共基直流电流共基直流电流共基直流电流放大系数。放大系数。放大系数。放大系数。首页首页5 5第5页，本讲稿共16页 I IC CI IB BI IE E =I IC C+I IB BI IC C =I IE E+I ICBOCBO代入代入代入代入 得得得得I IC C =1 1-I IB B+1 1-1 1I ICBOCBO=1 1-令令令令可得可得可得可得I IC C =I IB B+（1 1+）I ICBO CBO I IC C =I IB B+I ICEO CEO

7、 当当当当I ICEOCEO 1 1 时的一条输入特性来代表。时的一条输入特性来代表。时的一条输入特性来代表。时的一条输入特性来代表。u uBEBE/V/Vi iB B/A AO O 三极管的输入特性下页下页上页上页u uBEBEiB+-u uCECE=0=0V VBBBBR Rb bb be ec c 三极管的输入回路首页首页8 8第8页，本讲稿共16页2.2.输出特性输出特性输出特性输出特性i iC C/mA/mAO Ou uCECE/V/Vi iB B=806040200i iC C=f f(u uCECE)i iB B=常数常数常数常数饱和区饱和区饱和区饱和区放放放放大大大大区区区区1

8、.1.截止区：截止区：截止区：截止区：i iB B 0 0的区域，的区域，的区域，的区域，i iC C 0 0，发射结和集电结都反偏。发射结和集电结都反偏。发射结和集电结都反偏。发射结和集电结都反偏。3.3.饱和区：饱和区：饱和区：饱和区：发射结和集电结都正偏，发射结和集电结都正偏，发射结和集电结都正偏，发射结和集电结都正偏，u uCECE较小较小较小较小，i iC C 基本不随基本不随基本不随基本不随i iB B 而变化。而变化。而变化。而变化。当当当当u uCECE=u uBEBE 时，为临界饱和；当时，为临界饱和；当时，为临界饱和；当时，为临界饱和；当u uCECE u uBEBE 时过

9、饱和。时过饱和。时过饱和。时过饱和。截止区截止区截止区截止区下页下页上页上页首页首页动画动画2.2.放大区放大区放大区放大区：发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏 i iC C=i iB B 9 9第9页，本讲稿共16页发射结反向偏置发射结反向偏置发射结反向偏置发射结反向偏置,集电结反向偏置集电结反向偏置集电结反向偏置集电结反向偏置,三极管工作在截止区三极管工作在截止区三极管工作在截止区三极管工作在截止区,可调换可调换可调换可调换 V VBB BB 极性。极性。极性。极性。发射结反向偏置发射结反向偏置发射结反向偏置发射结反向偏置,三极管工作在

10、截止区三极管工作在截止区三极管工作在截止区三极管工作在截止区,可调换可调换可调换可调换 V VCC CC 极性极性极性极性,或将或将或将或将VTVT更换为更换为更换为更换为PNPPNP型。型。型。型。两两两两PNPN结均结均结均结均正偏正偏正偏正偏,三极三极三极三极管工作在管工作在管工作在管工作在饱和区。饱和区。饱和区。饱和区。例例例例1.3.1 1.3.1 判断图示各电路中三极管的工作状态。判断图示各电路中三极管的工作状态。判断图示各电路中三极管的工作状态。判断图示各电路中三极管的工作状态。0.7V0.7VVTVT0.3V0.3V下页下页上页上页R Rb bR Rc cV VCCCCV VB

11、BBBVTVTR Rb bR Rc cV VCCCCVTVT首页首页1010第10页，本讲稿共16页V VBBBB=i iB B R Rb b+u uBEBEi iB Bi iC Ci iB B =46.546.5 A A i iB B =2.3 2.3 mAmA假设三极管饱和，假设三极管饱和，假设三极管饱和，假设三极管饱和，U UCES CES =0.30.3 V V则则则则I ICS CS =V VCCCC-U UCESCESR Rc c=4.854.85 mAmA i iB B I ICS CS 假设成立，假设成立，假设成立，假设成立，三极管工作在饱和区。三极管工作在饱和区。三极管工作在

12、饱和区。三极管工作在饱和区。或者或者或者或者i iC C=i iB B =23 23 mAmAu uCE CE =V VCC CC-i iC C R Rc c=-=-3636 V V发射结正偏集电结正偏，发射结正偏集电结正偏，发射结正偏集电结正偏，发射结正偏集电结正偏，三极管工作在饱和区。三极管工作在饱和区。三极管工作在饱和区。三极管工作在饱和区。下页下页上页上页R Rb bR Rc cV VCCCCV VBBBBVTVT2k2k20k20k10V10V10V10V=50=50首页首页1212第12页，本讲稿共16页四、三极管的主要参数2.2.反向饱和电流反向饱和电流反向饱和电流反向饱和电流

13、=i iC C i iB B I IC CI IB B 共基直流电流放大系数共基直流电流放大系数共基直流电流放大系数共基直流电流放大系数 =i iC C i iE E 共基电流放大系数共基电流放大系数共基电流放大系数共基电流放大系数 =I IC CI IE E 共射直流电流放大系数共射直流电流放大系数共射直流电流放大系数共射直流电流放大系数 集电极和基极之间的反向饱和电流集电极和基极之间的反向饱和电流集电极和基极之间的反向饱和电流集电极和基极之间的反向饱和电流 I ICBO CBO 集电极和发射极之间的穿透电流集电极和发射极之间的穿透电流集电极和发射极之间的穿透电流集电极和发射极之间的穿透电流

14、 I ICEOCEOI ICEO CEO=（1 1+）I ICBO CBO 两者满足两者满足两者满足两者满足1.1.电流放大系数电流放大系数电流放大系数电流放大系数 共射电流放大系数共射电流放大系数共射电流放大系数共射电流放大系数 下页下页上页上页首页首页1313第13页，本讲稿共16页3.3.极限参数极限参数极限参数极限参数a.a.集电极最大允许电流集电极最大允许电流集电极最大允许电流集电极最大允许电流 I ICMCMi iC C/mA/mAO Ou uCECE/V/V三极管的安全工作区三极管的安全工作区三极管的安全工作区三极管的安全工作区过流区过流区过流区过流区集射反向击穿电压集射反向击穿

15、电压集射反向击穿电压集射反向击穿电压U U(BR)CEO(BR)CEO集基反向击穿电压集基反向击穿电压集基反向击穿电压集基反向击穿电压U U(BR)CBO(BR)CBOi iC Cu uCECE=P PCMCM过过过过压压压压区区区区安安安安 全全全全工作区工作区工作区工作区I ICMCM过过过过损损损损耗耗耗耗区区区区U U(BR)CEO(BR)CEOc.c.极间反向击穿电压极间反向击穿电压极间反向击穿电压极间反向击穿电压b.b.集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率 P PCMCM下页下页上页上页首页首页1414第14页，本讲稿共16页下页

16、下页上页上页五、PNP型三极管PNPPNP型三极管的放大原理与型三极管的放大原理与型三极管的放大原理与型三极管的放大原理与NPNNPN型基本相同，型基本相同，型基本相同，型基本相同，但外加电源的极性相反。但外加电源的极性相反。但外加电源的极性相反。但外加电源的极性相反。首页首页V VBBBBuiR Rb bR Rc cVTVT+-uOV VCCCCV VBBBBu ui iR Rb bR Rc cVTVT+-u uOOV VCCCC1515第15页，本讲稿共16页在由在由PNP型三极管组成的放大电路中，型三极管组成的放大电路中，三极管中各极电流和电压的实际方向如图三极管中各极电流和电压的实际方

17、向如图(a)所示，所示，根据习惯三极管中电流和电压的规定正方向如图根据习惯三极管中电流和电压的规定正方向如图(b)所示。所示。UCE UBE IE IC IB c b e (-)(+)(+)(-)(a)UCE UBE IE IC IB c b e (-)(+)(+)(-)(b)定量计算中，将得出定量计算中，将得出PNP型三极管的型三极管的UBE和和UCE为负值。为负值。在在PNP型三极管的输入和输出特性曲线中，型三极管的输入和输出特性曲线中，电压坐标轴上将分别标注电压坐标轴上将分别标注“-UBE”和和“-UCE”。电流实际方向与规定方向一致，电流实际方向与规定方向一致，电压实际方向与规定方向相反。电压实际方向与规定方向相反。下页下页上页上页首页首页1616第16页，本讲稿共16页