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1、第四章晶體管電路基礎(chǔ)主講劉坤三極管及放大電路半導體三極管基本放大電路共集電極放大電路半導體三極管三極管的結(jié)構(gòu)工作原理與伏安特性三極管的主要參數(shù)三極管的結(jié)構(gòu)(1)雙極型晶體三極管(BJT)由兩個PN結(jié)構(gòu)成，有兩種類型:NPN型和PNP型。NNPNPN型EBCNPPPNP型EBC發(fā)射結(jié)(Je)集電結(jié)(Jc)基極，用B或b表示（Base）發(fā)射極，用E或e表示（Emitter）集電極，用C或c表示（Collector）。發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)BECBECBJT的電路符號常用BJT的外形三極管的結(jié)構(gòu)(2)雙極型晶體三極管(BJT)結(jié)構(gòu)特點：發(fā)射區(qū)的摻雜濃度最高；集
2、電區(qū)摻雜濃度低于發(fā)射區(qū)，且面積大；基區(qū)很薄，一般在幾個微米至幾十個微米，且摻雜濃度最低。BJT管芯結(jié)構(gòu)剖面圖三極管的結(jié)構(gòu)(3)雙極型晶體三極管(BJT)半導體三極管(晶體管)是最重要的一種半導體器件。最常見的結(jié)構(gòu)有平面型和合金型兩種。平面型都是硅管、合金型主要是鍺管。N型硅P型N型二氧化硅保護膜BE平面型結(jié)構(gòu)N型鍺銦球銦球P型P型CEB合金型結(jié)構(gòu)BJT的工作原理伏安特性(1)三極管的三個電極之間可以組成不同的輸入回路和輸出回路——共發(fā)射極電路，共集電極電路和共基極電路.共發(fā)射極電路——基極和發(fā)射極組成輸入回路,集電極和發(fā)射極組成輸出回路(最常用).
3、共集電極電路——基極和集電極組成輸入回路.發(fā)射極和集電極組成輸出回路(如射極輸出器).共基極電路——集電極和基極組成輸入回路,發(fā)射極和基極組成輸出回路。BJT的工作原理伏安特性(2)電流分配和放大原理三極管放大的外部條件BECNNPEBRBECRC發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏PNP發(fā)射結(jié)正偏VBVE集電結(jié)反偏VC>VBBJT的工作原理伏安特性(3)電流分配和放大原理BECNNPEBRBUC發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴散，形成發(fā)射極電流IE。IE基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴散可忽略。IBE進入P
4、區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復(fù)合，形成電流IBE，多數(shù)擴散到集電結(jié)。集電結(jié)反偏，有少子形成的反向電流ICBO。ICBO從基區(qū)擴散來的電子作為集電結(jié)的少子，漂移進入集電結(jié)而被收集，形成ICE。IC=ICE+ICBO?ICEICEIB=IBE-ICBO?IBEIBICE與IBE之比稱為直流電流放大倍數(shù)兩者變化之比稱為交流電流放大倍數(shù)BJT的工作原理伏安特性(4)BJT具有放大作用的條件要使晶體管起放大作用，發(fā)射結(jié)必須正向偏置、集電結(jié)必須反向偏置——具有放大作用的外部條件。放大作用的內(nèi)部條件：基區(qū)很薄且摻雜濃度很低。BJT的工作原理伏安特性(5)BJT具有
5、放大作用小結(jié)在晶體管中，不僅IC比IB大很多；當IB有微小變化時還會引起IC的較大變化。晶體管放大的外部條件－發(fā)射結(jié)必須正向偏置，集電結(jié)必須反向偏置放大作用的內(nèi)部條件－基區(qū)很薄且摻雜濃度很低。BJT的工作原理伏安特性(6)三極管的伏安特性1、輸入特性曲線：輸入特性曲線是指當集—射極之間的電壓UCE為某一常數(shù)時，輸入回路中的基極電流iB與加在基—射極間的電壓uBE之間的關(guān)系曲線。?AVmAVECRBiBUCEuBEICEBBJT的工作原理伏安特性(7)三極管的伏安特性1、輸入特性曲線：0uBEiBUBEUBE?0.7V(硅)0.3V(鍺)0V1V10
6、VUCE當UCE?1時，特性曲線的形狀并不改變，曲線僅僅右移一段距離。只要uBE不變，無論怎樣增大UCE，iB都基本不變，曲線基本重合。因此，通常將UCE=1V的特性曲線作為晶體管的輸入特性曲線。當UCE=0，晶體管相當于兩個二極管的正向并聯(lián)，其特性曲線與二極管的正向伏安特性曲線相似。BJT的工作原理伏安特性(9)三極管的伏安特性2、輸出特性曲線0uCEiCNPNIB=0IB3IB2IB1IB3>IB2>IB1>0從輸出特性上，可將三極管分為三個工作區(qū)（工作狀態(tài)）：截止(Cutoff)、飽和(Saturation)、放大(Active)。截止飽和放
7、大集電極電流受基極電流控制，所以晶體三極管又稱為電流控制器件。輸出特性曲線是指當基極電流IB為常數(shù)時，輸出電路中集電極電流iC與集—射極間的電壓uCE之間的關(guān)系曲線。uCE=uBEBJT的工作原理伏安特性(10)三極管的伏安特性1）截止區(qū)IB=0曲線以下的區(qū)域。條件：發(fā)射結(jié)零偏或反偏集電結(jié)反偏RCUCCTRBUBBIB=0ICIEIB=0,IC=IE=ICEO近似為0(穿透電流)ICEO受溫度影響很大,溫度升高,ICEO增大。由于ICEO很小，此時UCE近似等于UCC，C與E之間相當于斷路。0uCEiCIB=0IB3IB2IB1IB3>IB2>IB
8、1>0截止飽和放大NPNBJT的工作原理伏安特性(11)三極管的伏安特性2）飽和區(qū)條件：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。即：UBE
