[工學]電子技術ch2半導體器件—80學時完成版(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 i /mA O 2 特性 (164) 167。 雙級型晶體三極管 BJT的結構及類型 BJT的電流放大作用 BJT的特性曲線 BJT的主要參數 溫度對 BJT的特性及參數的影響 (Semiconductor Transistor) BJT的電路模型 167。 雙級型晶體三極管 (165) 167。 雙級型晶體三極管 B E C N N P 基極 發射極 集電極 NPN型 P N P 集電極 基極 發射極 B C E PNP型 BJT的結構及類型 emitter base collector 167。 2..4 雙級型晶體三極管 (166) B E C N N P 基極 發射極 集電極 基區：較薄，摻雜濃度低作用是控制和傳遞載流子 集電區：面積較大作用是收集載流子。 發射區：摻雜濃度較高，作用是發射載流子 167。 2..4 雙級型晶體三極管 (167) B E C N N P 基極 發射極 集電極 發射結 集電結 167。 2..4 雙級型晶體三極管 (168) B E C IB IE IC NPN型三極管 B E C IB IE IC PNP型三極管 167。 2..4 雙級型晶體三極管 (169) 二、分類 按材料分： 硅管、鍺管 按功率分： 小功率管 500 mW 按結構分： NPN、 PNP 按使用頻率分 :低頻管、高頻管 大功率管 1 W 中功率管 ?1 W 167。 雙級型晶體三極管 (170) BJT的電流放大作用 1. 三極管放大的條件 內部 條件 發射區摻雜濃度高 基區薄且摻雜濃度低 集電結面積大 外部 條件 發射結正偏 集電結反偏 ui uo C E B E C B ui uo 共集電極 共基極 E C B ui uo 共發射極 167。 雙級型晶體三極管 (171) EBEC 電流放大原理（放大狀態） B E C N N P EB RB Ec 發射結正偏，發射區電子不斷向基區擴散，形成發射極電流 IE。 IE 基區空穴向發射區的擴散可忽略。 IBE 進入 P區的電子少部分與基區的空穴復合，形成電流 IBE ，多數擴散到集電結。 共發射極 167。 雙級型晶體三極管 (172) B E C N N P EB RB Ec IE 集電結反偏，有少子形成的反向電流 ICBO。 ICBO 從基區擴散來的電子作為集電結的少子，漂移進入集電結而被收集，形成ICE。 IC=ICE+ICBO?ICE IBE ICE 共發射極 167。 雙級型晶體三極管 IB=IBEICBO?IBE IB (173) IB=IBEICBO?IBE IB B E C N N P EB RB Ec IE ICBO ICE IC=ICE+ICBO ?ICE IBE ＝ IC＋ IB 共發射極 167。 雙級型晶體三極管 (174) ICE 與 IBE 之比稱為 直流電流放大倍數 : 要使三極管能放大電流，必須使發射結正偏，集電結反偏。 B C CBO B CBO C BE CE I I I I I I I I ? ? ? ? b ?BJT三種不同接法的電流放大倍數討論 (共發射極 ) 167。 雙級型晶體三極管 E C B ui uo 共集電極 ui uo C E B 共基極 E C B ui uo 共發射極 (175) BJT的特性曲線 (1) 輸入特性 輸入 回路 輸出 回路 常數??CE)( BEB uufi0CE ?u若：與二極管特性相似 167。 雙級型晶體三極管 (176) UCE ?1V IB(?A) UBE(V) 20 40 60 80 工作壓降：硅管UBE?~,鍺管 UBE?~。 UCE=0V UCE = 死區電壓，硅管， 鍺管 。 0CE ?uV 1CE ?u 特性基本重合 (電流分配關系確定 ) 特性右移 (因集電結開始吸引電子 ) 167。 雙級型晶體三極管 (177) （ 2） 輸出特性 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 3 6 9 12 IB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 此區域滿足 IC=bIB稱為線性區（放大區）。 當 UCE大于一定的數值時，IC只與 IB有關 ，IC=bIB。 常數??B)( CEC iufi167。 雙級型晶體三極管 (178) IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 3 6 9 12 IB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 此區域中 UCE?UBE,集電結正偏，bIBIC， UCE?稱為飽和區。 167。 雙級型晶體三極管 (179) IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 3 6 9 12 IB=0 20?A 40?A 60?A 80?A 100?A 此區域中 : IB=0,IC=ICEO,UBE 死區電壓，稱為截止區。 167。 雙級型晶體三極管 (180) 輸出特性三個區域的特點 : (1)放大區： 發射結正偏，集電結反偏。 即： IC=bIB , 且 ?IC = b ? IB (2) 飽和區： 發射結正偏，集電結正偏。 即： UCE?UBE ， bIBIC， (3) 截止區： UBE 死區電壓， IB=0 ， IC=ICEO ?0 臨界飽和時： uCES = uBE 深度飽和時： V (硅管 ) UCE(SAT)= V (鍺管 ) 167。 雙級型晶體三極管 (181) －－共射直流電流放大倍數 ： BCII?_ _ _b－－共射 交流電流放大倍數 BII C???b1. 電流放大倍數 和 b ___b BJT的主要參數 167。 雙級型晶體三極管 (182) 例： UCE = 6V時 ： IB = 40?A, IC = ； IB = 60 ?A, IC = 。 ___???BCIIb ???????BCIIb在以后的計算中，一般作近似處理 ： b = b167。 2 4 雙級型晶體三極管 (183) 2. 集 基極反向截止電流 ICBO ?A ICBO ICBO是集電結反偏由少子的漂移形成的反向電流，受溫度的變化影響。 167。 雙級型晶體三極管 (184) 3. 集 射極反向截止電流 ICEO ?A ICEO 167。 雙級型晶體三極管 (185) B E C N N P ICBO ICEO= b IBE+ICBO IBE bIBE ICBO進入 P區 ，形成 IBE。 根據放大關系，由于 IBE的存在，必有電流 b IBE。 集電結反偏有 ICBO 167。 雙級型晶體三極管 (186) 4. 集電極最大電流 ICM 集電極電流 IC 上升會導致三極管的 b值的下降，當 b 值下降到正常值的三分之二時的集電極電流即為 ICM。 所以集電極電流應為： IC= b IB+ICEO 而 ICEO受溫度影響很大，當溫度上升時，ICEO增加很快， IC也相應增加。 三極管的溫度特性較差 。 167。 雙級型晶體三極管 (187) 5. 集 射極反向擊穿電壓 當集 射極之間的電壓 UCE超過一定的數值時，三極管就會被擊穿。手冊上給出的數值是 25?C、 基極開路時的擊穿電壓U(BR)CEO。 167。 雙級型晶體三極管 (188) 6. 集電極最大允許功耗 PCM 集電極電流 IC流過三極管，所發出的焦耳熱為： PC=ICUCE 必定導致結溫上升，所以 PC有限制。 PC?PCM 167。 雙級型晶體三極管 (189) IC UCE ICUCE=PCM ICM U(BR)CEO 安全工作區 167。 雙級型晶體三極管 (190) ? 半導體三極管的型號 （補充） 國家標準對半導體三極管的命名如下 ： ? 3 D G 110 B 用字母表示同一型號中的不同規格 ? 用數字表示同種器件型號的序號 ? 用字母表示器件的種類 ? 用字母表示材料 ? 三極管 ? 第二位： A表示鍺 PNP管 、 B表示鍺 NPN管 、 C表示硅 PNP管 、 D表示硅 NPN管 ? 第三位： X表示低頻小功率管、 D表示低頻大功率管、 G表示高頻小功率管、 A表示高頻小功率管、 K表示開關管 。 167。 雙級型晶體三極管 (191) BCE III ??BC II b?BE II )1( b??重點 1：三極管的放大作用（電流分配） 167。 雙級型晶體三極管 (192) 重點 2： 三極管的三個工作狀態特征 放大狀態：反射結 正 偏，集電結 反 偏。 飽和狀態：反射結 正 偏，集電結 正 偏。 截止狀態：反射結 反 偏，集電結 反 偏 。 167。 雙級型晶體三極管 (193) 晶體管電路的基本問題和分析方法 三種工作狀態 狀態 電流關系 條 件 放大 I C = b IB 發射結正偏 集電結反偏 飽和 I C ? b IB 兩個結正偏 ICS = b IBS 集電結零偏 臨界 截止 IB 0, IC = 0 兩個結反偏 判斷導通還是截止 ： UBE U(th) 則 導通 以 NPN為 例 ： UBE U(th) 則 截止 第二章 小結 (194) 判斷飽和還是放大 ： 1. 電位判別法 NPN 管 UC UB UE 放大 UE UC ? UB 飽和 PNP 管 UC UB UE 放大 UE UC ? U B 飽和 2. 電流判別法 第二章 小結 第三章介紹 (195) 例 1： 測得放大電路中三極管各極直流電位 如圖所示，試判斷 :三個管腳的電極名稱； 是硅管還是鍺管；是 NPN還是 PNP。 6V A 12V 5V B 6V 0V C 167。 雙級型晶體三極管 (196) 例 4： 判斷下圖各三極管的工作狀態。 167。 雙級型晶體三極管 (197) 判斷三極管工作狀態的方法 ： IC(mA ) 1 2 3 UCE(V) 3 6 9 12 167。 雙級型晶體三極管 臨界飽和點 ????? BECBC E S UUU?CCCCCESCCCS RURUUI ????用電流 判斷飽和