第十章 双极结型( BJT)晶体管基础.ppt

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1、第十章 双极结型（BJT）晶体管10.1 10.1 基本概念基本概念10.2 10.2 静电特性静电特性10.3 10.3 工作原理工作原理10.4 10.4 特性参数特性参数作业作业 ：10-4,10-6,10-910-4,10-6,10-910.1 基本概念1.1.双极晶体管由两个相距很近的双极晶体管由两个相距很近的双极晶体管由两个相距很近的双极晶体管由两个相距很近的pnpn结组成结组成结组成结组成的的的的分为：分为：分为：分为：npnnpn和和和和pnppnp两种形式两种形式两种形式两种形式基区宽度远远小于少子扩散长度基区宽度远远小于少子扩散长度基区宽度远远小于少子扩散长度基区宽度远远小

2、于少子扩散长度,N,NE ENNB BNNC C发射区发射区收集区收集区发发射射结结收收集集结结发发射射极极收收集集极极基基极极基区2.BJT器件的结构示意图注意：在实际器件中，发射区的掺杂浓度比集电区高，几何尺寸也不同，因此交换E，B两极会使器件特性发生显著变化。3.BJT的电路符号、电流电压极性4.BJT在电路中的连接方法说明：共发射极是普遍采用的；共基极偶尔使用；共集电极几乎不使用。5.BJT的输出特性曲线说明：输出特性由输入电流控制6.BJT的偏置模式偏置模式偏置模式 E-B极性极性 C-B极性极性放大放大 正正 反偏反偏饱和饱和 正偏正偏 正偏正偏截止截止 反偏反偏 反偏反偏倒置倒置

3、 反偏反偏 正偏正偏10.2 BJT的静电特性NAENDBNACWEB几乎都位于基区内，WCB的大部分位于集电区内，WCBWEB准中性基区宽度 W=WB-XnEB-XnCB平衡条件下各电学量的示意图10.3 BJT的工作原理1。放大工作状态 发射结正偏，集电结反偏 空穴从发射区向基区注入，电子从基区向发射区注入，p+n结使发射区注入到基区的空穴比基区注入到发射区的电子要多的多。注入到基区空穴，基区宽度十分小，集电结强反偏，从发射区注入基区的空穴除少数被复合外，其余大多数能到达集电结的耗尽区边缘，然后被扫入集电区，因此，集电极电流基本上等于发射极电流中的空穴流。在集电极回路中接入较大的负载电阻，

4、就可将信号放大。图10.8处于放大偏置下的pnpBJT中载流子的运动IE=IEp+IEn 正向注入的空穴电流和电子电流IC=ICp+ICn 反向饱和漏电流ICBO和从发射结注入基区又到达 集电结的空穴所形成的电流IcpIB=IE-IC=IB1+IB2+IB3(IB1=IEn,IB3=ICn,IB2是流入基区与发射区注入的空穴复合而损失的电子流。共发射极接法：输入电流IB，输出电流IC，直流电流增益是IC/IB。在pnpBJT中，IB是电子流，IC是空穴流，增加IB会成比例增加IC，双结耦合在物理上把流过EB结的小的电子流和大的空穴电流分成两个独立的电流环路放大模式偏置下pnpBJT放大原理的示

5、意图BJT是如何将信号放大的呢？10.4 BJT的特性参数1.发射效率：2.基区输运系数：3 3 3 3。晶体管的电流增益（放大系数晶体管的电流增益（放大系数晶体管的电流增益（放大系数晶体管的电流增益（放大系数共基极直流放大系数和共基极直流放大系数和共基极直流放大系数和共基极直流放大系数和交流放大系数交流放大系数交流放大系数交流放大系数 dcdcdcdc 、acacacac两者的关系两者的关系两者的关系两者的关系共发射极直流放大系数共发射极直流放大系数共发射极直流放大系数共发射极直流放大系数交流放大系数交流放大系数交流放大系数交流放大系数 dcdcdcdc、acacacac4.电流放大系数dc

6、 与发射效率和基区输运系数 T的关系这个关系式把这个关系式把BJT的外部增益和内部特的外部增益和内部特性参数联系起来，是设计性参数联系起来，是设计BJT的基础的基础5.I ICBOCBO的物理意义：的物理意义：的物理意义：的物理意义：当当当当I IE E=0=0时的集电极电流时的集电极电流时的集电极电流时的集电极电流，即即即即发射极开路时，集发射极开路时，集发射极开路时，集发射极开路时，集电电电电结的反向漏电流结的反向漏电流结的反向漏电流结的反向漏电流，相当于，相当于，相当于，相当于pnpn结二极管的反向饱和结二极管的反向饱和结二极管的反向饱和结二极管的反向饱和电流电流电流电流 ICBO=IC

7、n,难道基区本身没有少数载流子空穴进入耗尽区并被扫进集电区吗？（作业10.11)有，只是空穴的电流成分比电子的电流小的多，可忽略不计。6.共发射极直流增益知道dc,就可得到dcdc=0.9,dc=9dc=0.95,dc=20dc=0.995,dc=2007.ICBO与ICEO的关系ICBOCBO是流过集电极的反向饱和电流，主要是集电结附近热产生的电子被扫入基区形成的电流ICEOCEO是基极开路时，集电极-发射极的电流，此时集电结强反偏，发射结弱正偏，发射结有微弱的空穴注入，所以ICEOCEOICBOCBO共基极共发射极与共发射极的公式对比发射极开路时流过CB结的饱和电流基极开路时流过CB结的饱和电流10.1010.6例题1：pnpBJT处于饱和偏置，IC0,画出载流子 的运动和扩散电流10.7例题2：npnBJT偏置到截止状态，画出载流 子的运动和扩散电流10.8