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1、半导体三极管别称双极双极结型三极管（BJT）、双极型三极管、晶体管、三极管分类按结构分NPN型PNP型按材料分硅三极管锗三极管按功率大小分 大功率管小功率管按工作频率分高频管低频管集电极集电极第1页/共28页一、三极管的结构常用的三极管的结构有硅平面管和锗合金管两种类型。(a)平面型(NPN)(b)合金型(PNP)NecNPb二氧化硅becPNPe 发射极 b基极 c 集电极第2页/共28页制作工艺在N 型硅片(集电区)的氧化膜上刻一个窗口，将硼杂质进行扩散形成P 型(基区)；再在P 型区上刻窗口，将磷杂质进行扩散形成N 型（发射区）；引出三个电极即可。问题各区掺杂浓度的差异？各区厚度的差异？
2、PN 结面积的差异？一、三极管的结构NcSiO2b硼杂质扩散e磷杂质扩散磷杂质扩散磷杂质扩散硼杂质扩散硼杂质扩散PNN 型半导体P 型半导体第3页/共28页ecb集电区集电结基区发射结发射区集电极 c基极 b发射极 eNNP一、三极管的结构o结构示意图（NPN 型）n结构o三区o三极o两结n结构特点o基区很薄o发射区高掺杂o集电结面积大n符号o箭头方向表示发射结正偏时电流方向n问题o发射极和集电极可否互换？o结构特点与功能的关系？第4页/共28页结构示意图（PNP 型）一、三极管的结构集电区集电结基区发射结发射区集电极 c发射极 e基极 bcbe符号NNPPN第5页/共28页一、三极管的结构外
3、形为什么有孔？为什么有孔？集电极集电极第6页/共28页二、三极管的放大作用和载流子的运动o三极管实现放大所需条件o三极管中载流子的运动o三极管的电流分配关系第7页/共28页1、三极管实现放大所需条件cNNPebbeco三极管中的两个PN结n三极管可以看成两个背靠背的二极管；n将三极管接成二极管使用;n表面看，三极管不具备放大作用。o三极管实现放大所需条件n内部结构条件n外部条件o发射结正偏o集电结反偏n外部条件具体化oNPN 管：UCUB UEoPNP 管：UCUB UE第8页/共28页becRcRbI EIB2、三极管中载流子的运动o发射 发射结正偏，发射区的电子越过发射结到达基区，基区的空
4、穴扩散到发射区形成发射极电流IE(基区多子数目较少，空穴电流可忽略)。o复合和扩散n电子到达基区，少数与空穴复合形成基极电流 Ibn，复合掉的空穴由VBB 补充。n多数电子在基区继续扩散，到达集电结的一侧。o收集n集电结反偏，有利于收集基区扩散过来的电子而形成集电极电流 Icn，其能量来自外接电源VCC。n集电区和基区的少子在外电场的作用下将进行漂移运动而形成反向饱和电流，用ICBO表示。I CICBO第9页/共28页beceRcRbIEpICBOIEICIBIEnIBnICn3、三极管的电流分配关系IC=ICn+ICBO IE=ICn+IBn+IEp=IEn+IEp 一般要求ICn 在IE
5、中占的比例尽量大，而二者之比称共基直流电流放大系数，即一般可达 第10页/共28页三个极的电流之间满足节点电流定律，即得其中共射直流电流放大系数 可将其忽略，则 CCBO II时，当3、三极管的电流分配关系 IC=ICn+ICBO IE=ICn+IBn+IEp=IEn+IEp整理化简，得第11页/共28页上式中的后一项常用 ICEO 表示，ICEO 称穿透电流。当 ICEO 0 o有利于将发射区扩散到基区的电子收集到集电极o基区电子和空穴的复合减少n输入特性曲线 右移oUCE1V时的输入特性曲线重合OiB/A第18页/共28页2、输出特性NPN 三极管的输出特性曲线截止区饱和区o截止区n工作条
6、件o发射结反偏o集电结反偏n工作模式o截止模式 oIB 0 oIC 0n等效电路模型 三极管输出端近似开关断开ecbiC/mAuCE /V100 A80A60 A40 A20 AiB=0O 5 10 154321放大区第19页/共28页2、输出特性NPN 三极管的输出特性曲线iC/mAuCE /V100 A80A60 A40 A20 AiB=0O 5 10 154321o放大区n工作条件o发射结正偏o集电结反偏n特点o各条输出特性曲线比较平坦，近似为水平线；o等间隔；o具有电流放大作用。n等效电路模型o受控电流源o受基极电流控制o电流控制型器件ecb第20页/共28页2、输出特性NPN 三极管
7、的输出特性曲线o饱和区n工作条件o发射结正偏o集电结正偏n特点oIC 基本上不随 IB 而变化；o失去电流放大作用；o I C IBn等效电路模型o 恒压源o近似看成开关闭合iC/mAuCE /V100 A80A60 A40 A20 AiB=0O 5 10 154321ecb第21页/共28页四、三极管的主要特性及应用开关特性开关特性发射结、集电结都反偏，三极管截止，相当于开关断开发射结、集电结都正偏，三极管饱和，相当于开关闭合应用：开关器件放大特性放大特性发射结正偏、集电结反偏当基极电流有一个微小变化，相应的集电极电流有较大变化。应用：放大器件恒流特性恒流特性：在放大区，若iB不变，则iC不
8、随uCE的变化而变化。应用：恒流源温度特性第22页/共28页o温度特性n温度对参数的影响o温度对ICBO的影响温度每升高10，ICBO约增加一倍。o温度对 的影响温度每升高1，值约增大0.5%1%。o温度对反向击穿电压V(BR)CBO、V(BR)CEO的影响 提高n温度对输出特性曲线的影响o水平上移o间距有所增大o应用：温度补偿三极管四、三极管的主要特性及应用第23页/共28页电流放大系数反向饱和电流极限参数五、三极管的主要参数第24页/共28页1）共射电流放大系数 2）共射直流电流放大系数忽略穿透电流 ICEO 时，3）共基电流放大系数 4）共基直流电流放大系数忽略反向饱和电流 ICBO 时
9、，和 这两个参数不是独立的，而是互相联系，关系为：1、电流放大系数表征管子放大作用的参数。第25页/共28页2、反向饱和电流ICBOceb AICEO Aceb值愈大，则该管的 ICEO 也愈大。o集电极和基极之间的反向饱和电流 ICBOn测量电路n大小o小功率锗管几微安o硅管纳安量级o集电极和发射极之间的反向饱和电流 ICEOn当 b 开路时，c 和 e 之间的电流n测量电路o反向饱和电流间的关系第26页/共28页PCM=ICUCE3、极限参数o集电极最大允许电流 ICMo集电极最大允许耗散功率PCMo极间反向击穿电压nU(BR)CEO基极开路时，集电极和发射极之间的反向击穿电压。nU(BR)CBO发射极开路时，集电极和基极之间的反向击穿电压。o安全工作区同时要受 PCM、ICM 和和U(BR)CEO限制。ICUCEOICM安全工作区过损耗区过电压U(BR)CEO第27页/共28页感谢您的观看！第28页/共28页