《电工电子技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第10章 电子电路中常用的元件 10.6 晶体管

由出备我 第10章电子电路中常用的元件 106晶体管 10.6.1晶体管的基本结构 10.62电流分配和电流放大作用 10.63特性曲线 10.64主要参数 回國

10.6 晶体管 10.6.1 晶体管的基本结构 10.6.2 电流分配和电流放大作用 10.6.3 特性曲线 10.6.4 主要参数

由出备我 第10章电子电路中常用的元件 10.61晶体管的基本结构 晶体管(三极管)是最重要的一种半导体器件 部分三极管的外型 回國

10.6.1 晶体管的基本结构 晶体管（三极管）是最重要的一种半导体器件。 部分三极管的外型

由出备我 第10章电子电路中常用的元件 结构 B E 二氧化硅 E 保护膜 铟球 N型硅 N型锗 P型硅 B N型硅 铟球 C C (a)平面型 (b)合金型 回國

一、结构 N型硅 B E C N型硅 P型硅 （a） 平面型 二氧化硅 保护膜 N型锗 E C B P P （b）合金型 铟球 铟球

由出备我 第10章电子电路中常用的元件 三层半导体材料构成NPN型、PNP型 collector 集电极C N7一集电区各区主要作用及结构特点: 集电结发射区:作用:发射载流子 基极B 基区 发射结 特点:掺杂浓度高 ase 发射区 基区:作用:传输载流子 发射极E emitter 特点:薄、掺杂浓度低 C 集电区:作用:接收载流子 B 特点:面积大 NPN型 E 回國

三层半导体材料构成NPN型、PNP型 N N P 发射极 E 基极 B 集电极 C 发射结 集电结 — 基区 — 发射区 — 集电区 emitter base collector NPN 型 E C B 各区主要作用及结构特点： 发射区：作用：发射载流子 特点：掺杂浓度高 基区：作用：传输载流子 特点：薄、掺杂浓度低 集电区：作用：接收载流子 特点：面积大

由出备我 第10章电子电路中常用的元件 类型 按材料分: 硅管、锗管 B 按结构分: NPN、PNP 按使用频率分: E 低频管、高频管 按功率分: 小功率管1W 回國

P P N E B C 按材料分： 硅管、锗管 按结构分： NPN、 PNP 按使用频率分： 低频管、高频管 按功率分： 小功率管 1 W E C B PNP 型 二、类型

由出备我 第10章电子电路中常用的元件 1062电流分配和电流放大作用 、晶体管放大的条件 发射区掺杂浓度高 1内部条件基区薄且掺杂浓度低 mA 集电结面积大 3DG6 2外部条件发射结正偏 E 集电结反偏 B m 、晶体管的电流分 配和放大作用 B 电路条件:E>EB发射结正偏 实验电路 集电结反偏 回國

10.6.2 电流分配和电流放大作用 一、晶体管放大的条件 1.内部条件 发射区掺杂浓度高 基区薄且掺杂浓度低 集电结面积大 2.外部条件 发射结正偏 集电结反偏 二、晶体管的电流分 配和放大作用 实验电路 mA mA IC EC IB IE RB EB C E A B 3DG6 电路条件: EC>EB 发射结正偏 集电结反偏

由三由效 第10章电子电路中常用的元件 1测量结果 b/mA 0010.020.030040.05 /mA≈0.0010.501.0 00 160220290 /mA≈0.0010.511.02163224295 CB 5050535558 △△lB 50 60 60 70 (1)lE=lc+B符合KCL定律 mA (2)l和比B大得多 B (3)lB很小的变化可以引起 HAB 3DG6 C很 大的变化。 即:基极电流对集电极电 E 流具有小量控制大量的作用, m 这就是晶体管的放大作用

mA mA IC EC IB IE RB EB C E A B 3DG6 1.测量结果 IB /mA 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 IC/mA 0.001 0.50 1.00 1.60 2.20 2.90 IE/mA 0.001 0.51 1.02 1.63 2.24 2.95 IC/ IB 50 50 53 55 58 IC/  IB 50 60 60 70 (1) E C B I = I + I 符合KCL定律 (2) IC和IE比IB大得多 (3) IB 很小的变化可以引起 IC很大的变化。 即：基极电流对集电极电 流具有小量控制大量的作用， 这就是晶体管的放大作用

由三由资效 第10章电子电路中常用的元件 2晶体管内部载流子的运动规律 (1)发射区向基区注入多子电子 CBO CE 形成发射极电流l lc(鹵至到达薅卤洒度低而忽略) B 多数向BC结方向扩散形成lcE B 少数与空穴复合,形成lBE 基区空』基极电源提供( OEB B穴来源集电区少子酒鸦o E E 即:IBE≈lB+lCBo B一IBE=CBO (3)集电区收集扩散过来的载流子形成集电极电流lc IC=Ice CBO 回

2.晶体管内部载流子的运动规律 (1) 发射区向基区注入多子电子， I CE 形成发射极电流IE。 多数向 BC 结方向扩散形成 ICE。 IE 少数与空穴复合，形成 IBE 。 I BE 基区空 穴来源 基极电源提供(IB) 集电区少子漂移(ICBO) I CBO IB 即：IBE  IB + ICBO IB = IBE – ICBO (3) 集电区收集扩散过来的载流子形成集电极电流 IC IC I C = ICE + ICBO ((2) 基区空穴运动因浓度低而忽略 电子到达基区后 )

第10章电子电路中常用的元件 3.晶体管的电流分配关系 B=BN-ICBO IC=IoN+I o CBO 当管子制成后,发射区载流子浓度、基区宽度、 集电结面积等确定,故电流的比例关系确定,即 B=cNI-lps(直流电流放大倍数) BN I+I B CBO B E=I+l总结: 1.晶体管在发射结正向偏置、 C=BIB集电结反向偏置的条件下具有电流 E=(1+B)放大作用 2晶体管的电流放大作用,实 质上是基极电流对集电极电流的控 制作用。 回國

3. 晶体管的电流分配关系 当管子制成后，发射区载流子浓度、基区宽度、 集电结面积等确定，故电流的比例关系确定，即： IB = I BN − ICBO IC = ICN + ICBO BN CN I I  = I E = I C + I B C B I =  I E B I = (1+  ) I B CBO C CBO I I I I + − = B C I I  (直流电流放大倍数） 总结： 1.晶体管在发射结正向偏置、 集电结反向偏置的条件下具有电流 放大作用。 2.晶体管的电流放大作用，实 质上是基极电流对集电极电流的控 制作用

由三由资效 第10章电子电路中常用的元件 10.63特性曲线 E=0与二极管特性相似￠切 、输入特性 B B =f(uBE)常数 出C B B输 E B uCr=0 R L ulr≥1V Be B BE lcE>0特性右移(因集电结开始吸引电子) lcE≥1特性基本重合(电流分配关系确定) Si管:(0.6~0.8)V取0.7V 导通电压UGe管:(02~03)V取02图国

10.6.3 特性曲线 一、输入特性 输入 回路 输出 =常 数 回路 = CE ( ) B B E u i f u uCE = 0 与二极管特性相似 RC EC iB IE RB + uBE − + uCE − EB C E B iC + − + − iB RB + uBE E − B + − uBE B i O uCE = 0 uCE  1V uCE  0 uCE  1 V 特性基本重合(电流分配关系确定) 特性右移(因集电结开始吸引电子) 导通电压 UBE Si 管: (0.6  0.8) V Ge管: (0.2  0.3) V 取 0.7 V 取 0.2 V EB + − RB