双极型半导体三极管的电流分配与控制课件.ppt

1、2023-2-31.3.1 1.3.1 结构与符号结构与符号1.3.2 1.3.2 电流的分配与控制电流的分配与控制1.3.3 1.3.3 伏安特性曲线伏安特性曲线1.3.4 1.3.4 主要参数主要参数 1.3 1.3 双极型半导体三极管双极型半导体三极管 半导体三极管有两大类型半导体三极管有两大类型 一是一是双极型半导体三极管双极型半导体三极管 二是二是场效应半导体三极管场效应半导体三极管双极型半导体三极管双极型半导体三极管是由两种载流子参与是由两种载流子参与导电的半导体器件导电的半导体器件单极型半导体三极管是仅由单极型半导体三极管是仅由多子参与导电的半导体器件多子参与导电的半导体器件20

2、23-2-31.3.1结构与符号 双极型三极管的结构如图。它有两种类型双极型三极管的结构如图。它有两种类型:NPN型和型和PNP型。型。2023-2-31.3.1结构与符号 双极型三极管的结构如图。它有两种类型双极型三极管的结构如图。它有两种类型:NPN型和型和PNP型。型。e-b间的PN结称为发射结 c-b间的PN结称为集电结 中间部分称为基区，连上电极称为基极，用B或b表示 一侧称为发射区，电极称为发射极，用E或e表示 另一侧称为集电区和集电极，用C或c表示2023-2-3内部结构特点：内部结构特点：发射区的掺杂浓度最大，发射区的掺杂浓度最大，基区的掺杂浓度最小。基区的掺杂浓度最小。集电区

3、的面积比发射区的面积大，集电区的面积比发射区的面积大，它们并不对称。它们并不对称。基区要制造得很薄，基区要制造得很薄，其厚度一般在几个微米至几十个微米。1.3.1结构与符号？2023-2-31.3.2 电流分配与控制若在放大工作状态：发射结加正向电压，集电结加反向电压。若在放大工作状态：发射结加正向电压，集电结加反向电压。发射结正偏时，从发射区将有大量的电子向基区扩散，形成的电流为发射结正偏时，从发射区将有大量的电子向基区扩散，形成的电流为IEN。从基区向发射区有空穴的扩散运动，形成的电流从基区向发射区有空穴的扩散运动，形成的电流IEP。在基区被复合的电子形成的电流是在基区被复合的电子形成的电

4、流是 IBN。在集电结反偏电压的作用下，在集电结反偏电压的作用下，进入集电进入集电结形成集电极电流结形成集电极电流ICN。因集电结反偏，使集电区的少子形成漂移电流因集电结反偏，使集电区的少子形成漂移电流ICBO。2023-2-3 IE=IEN+IEP 且且IENIEP IEN=ICN+IBN 且且IEN IBN ICNIBNIC=ICN+ICBO IB=IEP+IBNICBOIE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN =(ICN+ICBO)+(IBN+IEPICBO)IE=IC+IB1.3.2 电流分配与控制2023-2-3 (1)(1)三种组态三种组态 双极型三极管有三个电极，其中两个可以

5、作为输入双极型三极管有三个电极，其中两个可以作为输入,两个可以作为输出，这样必然两个可以作为输出，这样必然有一个电极是公共电极。三种接法也称三种有一个电极是公共电极。三种接法也称三种组态组态。共集电极接法共集电极接法，集电极作为公共电极，集电极作为公共电极;共基极接法，共基极接法，基极作为公共电极。基极作为公共电极。共发射极接法共发射极接法，发射极作为公共电极；，发射极作为公共电极；三极管的三种组态三极管的三种组态1.3.2 电流分配与控制2023-2-3(2)三极管的共基极电流放大系数发射极电流发射极电流IE 控制集电极电流控制集电极电流IC的关系可以用共基极电流放大系数系数来说明，定义的关

6、系可以用共基极电流放大系数系数来说明，定义:CCNCBOIIICNE/IIC111BCBOIII1.3.2 电流分配与控制()CECBOCBCBOIIIIII2023-2-31.3.2 电流分配与控制基极电流基极电流I IB B控制集电极电流控制集电极电流I IC C的关系可以用共射极电流放大系数系数来说明，定义的关系可以用共射极电流放大系数系数来说明，定义:C(1)BCBOIIIC111BCBOIIICBII2023-2-31.3.3 伏安特性曲线 输入特性曲线 iB=f(vBE)vCE=const 输出特性曲线 iC=f(vCE)iB=const共发射极接法的电压-电流关系2023-2-3

7、(1)输入特性曲线其中vCE=0V的那一条相当于发射结的正向特性曲线。1.3.3 伏安特性曲线当vCE1V时，vCB=vCE-vBE0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，且基区复合减少，IC/IB 增大，特性曲线将向右稍微移动一些。2023-2-3共发射极接法输出特性曲线（2）输出特性曲线1.3.3 伏安特性曲线如何解释饱和区曲线陡直？如何解释在放大区曲线近似与横轴平行？2023-2-3 输出特性曲线可以分为三个区域输出特性曲线可以分为三个区域:饱和区iC受vCE显著控制的区域，该区域内vCE的数值较小，一般vCE0.7 V(硅管)。此时发射结正偏，集电结正偏。截止区iC接近零的区域，相当i

8、B=0的曲线的下方。此时，发射结反偏，集电结反偏。放大区iC平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏，电压大于0.7 V左右(硅管)。1.3.3 伏安特性曲线（2）输出特性曲线2023-2-31.3.4 主要参数主要参数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 它相当于集电结的反向饱和电流。2.集电极发射极间的反向饱和电流集电极发射极间的反向饱和电流ICEO相当于基极开路时，集电极和发射极间的反向饱和电流。相当于基极开路时，集电极和发射极间的反向饱和电流。即输出特性曲线即输出特性曲线IB=0那条曲线所对应的那条曲线所对应的Y坐标的数值。坐标的数值

9、。CEO(1)CBOIIC(1)BCBOIII极间反向电流极间反向电流一、半导体三极管的参数分为三大类一、半导体三极管的参数分为三大类:直流参数直流参数 交流参数交流参数 极限参数极限参数 2023-2-3集电极最大允许功率损耗集电极最大允许功率损耗P PCMCM集电极电流通过集电结时所产生的功耗，集电极电流通过集电结时所产生的功耗，PCMICVCE，因发射结正偏，呈低阻，所以功耗主要集中在集电结上。因发射结正偏，呈低阻，所以功耗主要集中在集电结上。1.3.4 主要参数主要参数极限参数极限参数集电极最大允许电流集电极最大允许电流I ICMCM半导体三极管图片半导体三极管图片1.3.4 主要参数

10、主要参数2023-2-3二.半导体三极管的型号国家标准对半导体三极管的命名如下国家标准对半导体三极管的命名如下:3 D G 110 B 第二位：A锗PNP管、B锗NPN管、C硅PNP管、D硅NPN管 第三位：X低频小功率管、D低频大功率管、G高频小功率管、A高频大功率管、K开关管用字母表示材料用字母表示材料用字母表示器件的种类用字母表示器件的种类用数字表示同种器件型号的序号用数字表示同种器件型号的序号用字母表示同一型号中的不同规格用字母表示同一型号中的不同规格三极管三极管1.3.4 主要参数主要参数2023-2-3 表1.3.1 双极型三极管的参数 参 数型 号 PCM mW ICM mAVR

11、 CBO VVR CEO VVR EBO V IC BO A f T MHz3AX31D 125 125 20 126*83BX31C 125 125 40 246*83 3CG101CCG101C 100 30 450.1 1003 3DG123CDG123C 500 50 40 300.353 3DD101DDD101D 5A 5A 300 25042mA3 3DK100BDK100B 100 30 25 150.1 3003DKG23 250W 30A 400 325 8注：*为 f 1.3.4 主要参数主要参数2023-2-3例：测量三极管三个电极对地电位如图所示，试判断三极管的工作状态。截止 三极管工作状态判断 放大饱和(1)最大整流电流IF1.3.4 主要参数主要参数