西南交通大学：《模拟电子技术》第三章 半导体三极管及其应用

第三章半导体三极管及其应用 半导体三极管 放大电路的图解分析法 放大电路的小信号模型分析法 放大电路工作点稳定 共集电极和共基极电路 放大电路的频率响应 放大电路的瞬态响应

第三章 半导体三极管及其应用 ◼ 半导体三极管 ◼ 放大电路的图解分析法 ◼ 放大电路的小信号模型分析法 ◼ 放大电路工作点稳定 ◼ 共集电极和共基极电路 ◼ 放大电路的频率响应 ◼ 放大电路的瞬态响应

§31双极型三极管 半导体三极管的结构 三极管内部的电流分配与控制 三极管各电极的电流关系 ■三极管的共射极特性曲线 半导体三极管的参数 ■三极管的型号 三极管应用

§3.1 双极型三极管 ◼ 半导体三极管的结构 ◼ 三极管内部的电流分配与控制 ◼ 三极管各电极的电流关系 ◼ 三极管的共射极特性曲线 ◼ 半导体三极管的参数 ◼ 三极管的型号 ◼ 三极管应用

3.1.1半导体三极管的结构 侧称为发射区,电极称为发射极,淘示意图如图所示 用E或e表示( Emitter); N型 另一侧称为集电区和集电极, 用C或c表示( Collector)。 e 的PN结称为集电结(Jc) C中间部分称为基区,连上电极称为基极, 用B或b表示(Base); 双极型三极管的符号中, 发射极的箭头代表发射极电流的实际方向

3.1.1 半导体三极管的结构 双极型半导体三极管的结构示意图如图所示。 它有两种类型:NPN型和PNP型。 e-b间的PN结称为发射结(Je) c-b间的PN结称为集电结(Jc) 中间部分称为基区，连上电极称为基极， 用B或b表示（Base）； 一侧称为发射区，电极称为发射极， 用E或e表示（Emitter）； 另一侧称为集电区和集电极， 用C或c表示（Collector）。 双极型三极管的符号中， 发射极的箭头代表发射极电流的实际方向

半导体三极管的结构 从外表上看两个N区(或两个P区)是对称的,实际上发射区的 掺杂浓度大,集电区掺杂浓度低,且集电结面积大。基区要 制造得很薄,其厚度一般在几个微米至几十个微米。 NPN型 PNP型 e N P C C

半导体三极管的结构 从外表上看两个N区,(或两个P区)是对称的，实际上发射区的 掺杂浓度大，集电区掺杂浓度低，且集电结面积大。基区要 制造得很薄，其厚度一般在几个微米至几十个微米

31.2三极管內部的电流分配与控制 双极型半导体三极管在工作时一定要加上 适当的直流偏置电压。 若在放大工作状态:发射结加正向电压, 集电结加反向电压,如图所示。 C 现以NPN型三 B 极管的放大状态为 NPN 例,来说明三极管 R 内部的电流关系。 CC 多

3.1.2 三极管内部的电流分配与控制 双极型半导体三极管在工作时一定要加上 适当的直流偏置电压。 若在放大工作状态：发射结加正向电压， 集电结加反向电压，如图所示。 现以 NPN型三 极管的放大状态为 例，来说明三极管 内部的电流关系。 NPN RC Rb VCC VB B + _ IB IC IE Vo

电流分配与控制 在发射结正偏,集电结反偏条件下,三极管中载 流子的运动: 1)发射区向基 N P 区注入电子: LEP 在VB作用下,e 发射区向基区 EN ●●C ●● 注入电子形成 CBO eNS 基区空穴 向发射区扩散 形成Ip BB CC EN 27 EP ,方向 相同 空穴·电子电流方向

电流分配与控制 在发射结正偏，集电结反偏条件下，三极管中载 流子的运动： (1)发射区向基 区注入电子： 在VBB作用下， 发射区向基区 注入电子形成 IEN，基区空穴 向发射区扩散 形成IEP。 IEN >> IEP方向 相同 VBB VCC

电流分配与控制 (2)电子在基区复合和扩散 由发射区注入基区的电子继续向集电结扩散,扩 散过程中少部分电子与基区空穴复合形成电流IBN。由 于基区薄且浓度低,所以ⅠB较小 (3)集电结收集电子 P 由于集电结反 EP 偏,所以基区中扩e EN 散到集电结边缘的 电子在电场作用下 CBO 漂移过集电结,到 CC 达集电区,形成电 BB 流 ICN o 空穴·电子←电流方向

电流分配与控制 (2) 电子在基区复合和扩散 由发射区注入基区的电子继续向集电结扩散，扩 散过程中少部分电子与基区空穴复合形成电流IBN。由 于基区薄且浓度低，所以IBN较小。 (3) 集电结收集电子 由于集电结反 偏，所以基区中扩 散到集电结边缘的 电子在电场作用下 漂移过集电结，到 达集电区，形成电 流ICN。 VBB VCC

电流分配与控制 (4)集电极的反向电流 集电结收集到的电子包括两部分: 发射区扩散到基区的电子—lcN 基区的少数载流子 CBO N EP e EN CBO B CC BB 电流分配与控制 空穴·电子电流方向

电流分配与控制 (4) 集电极的反向电流 集电结收集到的电子包括两部分： 发射区扩散到基区的电子——ICN 基区的少数载流子——ICBO VBB VCC 电 流 分 配 与 控 制 （ 动 画 - 2 1 ）

电流分配与控制 E eN EP 且有l EN-YI EP ENCN「1BN 且有l N→>1BNCN-BN IC-ICN+ IcBo N P N IEP E Ic 1=/ teN EP CBO EN CBO +I ECB BB B CC 空穴·电子电流方向

电流分配与控制 IE = IEN+ IEP 且有IEN>>IEP IEN =ICN+ IBN 且有IEN>> IBN ，ICN>>IBN IC =ICN+ ICBO IB =IEP+ IBN－ICBO IE =IC+IB VBB VCC

3.1.3三极管各电极的电流关系 (三种组态 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,这样必然有一个电极是公共 电极。三种接法也称三种组态,见下图 e C b lB b iB CE CB CC 共发射极接法,发射极作为公共电极,用CE表示; 共集电极接法,集电极作为公共电极,用CC表示; 共基极接法,基极作为公共电极,用CB表示

3.1.3 三极管各电极的电流关系 (1)三种组态 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，这样必然有一个电极是公共 电极。三种接法也称三种组态，见下图 共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示; 共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。 共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示；