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1、微电子器件微电子器件3-1 给反偏给反偏 PN 结提供少子的方法之一是在其附近制作一个正偏结提供少子的方法之一是在其附近制作一个正偏 PN 结，使正偏结，使正偏 PN 结注入的少子来不及复合就被反偏结注入的少子来不及复合就被反偏 PN 结收集结收集而形成很大的反向电流。反向电流的大小取决于正偏而形成很大的反向电流。反向电流的大小取决于正偏 PN 结偏压结偏压的大小。的大小。通过改变正偏通过改变正偏通过改变正偏通过改变正偏 PNPN 结的偏压来控制其附近反偏结的偏压来控制其附近反偏结的偏压来控制其附近反偏结的偏压来控制其附近反偏 PNPN 结的电流结的电流结的电流结的电流的方法称为的方法称为的方
2、法称为的方法称为 双极晶体管效应双极晶体管效应双极晶体管效应双极晶体管效应 ，由此发明的双极结型晶体管获得由此发明的双极结型晶体管获得了诺贝尔物理奖。了诺贝尔物理奖。NPP 双极结型晶体管双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor)简称为双极简称为双极型晶体管，或晶体管。型晶体管，或晶体管。均匀基区均匀基区 NPN 晶体管在晶体管在 4 种工作状态下的能带图种工作状态下的能带图放大状态：放大状态：饱和状态：饱和状态：截止状态：截止状态：倒向放大状态：倒向放大状态：3.1.4 3.1.4 晶体管的放大作用晶体管的放大作用晶体管的放大作用晶体管的放大作用 晶体管放大电路
3、有两种基本类型：晶体管放大电路有两种基本类型：共基极接法共基极接法共基极接法共基极接法 与与与与 共发射极共发射极共发射极共发射极接法接法接法接法。BECBPNPNENBNCIEIBICECBNPIEIBPENENBNCIC 为了理解晶体管中的电流变化情况，先复习一下为了理解晶体管中的电流变化情况，先复习一下 PN 结中结中的正向电流。的正向电流。VP 区区N 区区0 以以 PNP 管为例。忽略势垒区产生复合电流，管为例。忽略势垒区产生复合电流，处于放大状态处于放大状态的晶体管内部的各电流成分如下图所示，的晶体管内部的各电流成分如下图所示，从从 IE 到到 IC ，发生了两部分亏损：，发生了两
4、部分亏损：InE 与与 Inr 。要减小要减小 InE，就应使，就应使 NE NB；要减小要减小 Inr，就应使，就应使 WB LB。定义：定义：定义：定义：发射结正偏，集电结发射结正偏，集电结 零偏零偏零偏零偏 时的时的 IC 与与 IE 之比，称为之比，称为共基极直流短路电流放大系数共基极直流短路电流放大系数共基极直流短路电流放大系数共基极直流短路电流放大系数，记为，记为 ，即，即 定义：定义：定义：定义：发射结正偏，集电结发射结正偏，集电结 反偏反偏反偏反偏 时的时的 IC 与与 IE 之比，称为之比，称为共基极静态电流放大系数共基极静态电流放大系数共基极静态电流放大系数共基极静态电流放
5、大系数，记为，记为 h hFBFB，即，即 定义：定义：定义：定义：发射结正偏，集电结发射结正偏，集电结 零偏零偏零偏零偏 时的时的 IC 与与 IB 之比，称为之比，称为共发射极直流短路电流放大系数共发射极直流短路电流放大系数共发射极直流短路电流放大系数共发射极直流短路电流放大系数，记为，记为 ，即，即 定义：定义：定义：定义：发射结正偏，集电结发射结正偏，集电结 反偏反偏反偏反偏 时的时的 IC 与与 IB 之比，称为之比，称为共发射极静态电流放大系数共发射极静态电流放大系数共发射极静态电流放大系数共发射极静态电流放大系数，记为，记为 h hFEFE ，即，即 与与 hFB 以及以及 与与
6、 hFE 在数值上几乎没有什么区别，但是若在数值上几乎没有什么区别，但是若采用采用 与与 的定义的定义，则无论对，则无论对 与与 本身的推导还是对晶体管本身的推导还是对晶体管直流电流电压方程的推导，都要更方便一些直流电流电压方程的推导，都要更方便一些，所以本书只讨论，所以本书只讨论 与与 。根据晶体管各端电流之间的关系：根据晶体管各端电流之间的关系：IB=IE-IC，以及，以及 与与 的定义，可得的定义，可得 与与 之间的关系为之间的关系为 对于一般的晶体管，对于一般的晶体管，=0.950 0.995，=20 200。除了上面的直流电流放大系数之外，还有除了上面的直流电流放大系数之外，还有 直流小信号电流直流小信号电流直流小信号电流直流小信号电流放大系数放大系数放大系数放大系数（也称为（也称为 增量电流放大系数增量电流放大系数增量电流放大系数增量电流放大系数）和）和 高频小信号电流放大高频小信号电流放大高频小信号电流放大高频小信号电流放大系数系数系数系数。直流小信号电流放大系数的定义是。直流小信号电流放大系数的定义是 结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！18