文档介绍：晶体管
晶体管的结构、分类及基本特性
1 晶体管的结构和分类
晶体管有三个电极,通俗来讲,晶体管内部为由P型半导体和N型半导体组成的三层结构,由两个PN结组成,根据分层次序分为NPN型和PNP型两大类。
晶体管内部结构示意图
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2 晶体管的三种连接方式
因为放大器一般为4端网络,而晶体管只有3个电极,所以组成放大电路时,有一个电极作为输入与输出信号的公共端。根据所选公共端电极的不同,有以下三种连接方式:共基极、共发射极和共集电极。
晶体管的三种连接方式
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3 晶体管的电流放大作用
(1)晶体管实现放大的结构要求是:
■发射区高掺杂,多数载流子自由电子的浓度远大于基区多数载流子空穴的浓度。
■基区做的很薄,通常只有几微米到几十微米,而且是低掺杂。
■集电极面积大,以保证尽可能收集到发射区发射的电子。
(2)晶体管实现放大的外部条件是:
外加电源的极性应使发射结处于正向偏置状态;集电结处于反向偏置状态。
(3)晶体管内部载流子的运动规律和电流放大
①发射区向基区扩散电子
②电子在基区扩散和复合
③集电区收集从发射区扩散过来的电子
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(4)电流分配
集电极电流:IC=ICn+ICBO≈ICn=βIB
发射极电流:IE=IEn+IEp≈IEn=ICn+IBn=IC+IB=(1+β)IB
基极电流: IB=IBn-ICBO≈IBn
晶体管各极电流的关系
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晶体管的特性曲线
当UCE不变时,输入回路中的电流与IB与电压UBE之间的关系曲线称为输入特性曲线,即
其中UCE=0V的那一条相当于发射结的正向特性曲线。当UCE ≥1V时,UCB= UCE—UBE>0,集电结已进入反偏状态,开始收集电子,使基区复合减少,IC / IB增大,特性曲线将向右稍微移动一些。但UCE再增加时,曲线右移很不明显。因为UCE=1V时,集电结已把绝大多数电子收集过去,收集电子数量不再明显增大。工程实践上,就用UCE=1V的输入特性曲线代替UCE >1V以后的输入特性曲线。
共发射极接法的输入特性曲线
1 输入特性曲线
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2 输出特性曲线
当IB不变时,输出回路中的电流IC与电压UCE之间的关系曲线称为输出特性,即
共射极接法输出特性曲线
通常把输出特性曲线分为三个工作区:
(1)截止区 IC接近零的区域(即IB≤0的区域),相当IB=0的曲线的下方。在截止区,集电结和发射结均处于反向偏置
(2)放大区 IC平行于UCE轴的区域,曲线基本平行等距。此时,发射结正偏,集电结反偏
(3)饱和区在靠近纵轴附近,各条输出曲线的上升部分属于饱和区,它是IC受UCE显著控制的区域,该区域内UCE 的数值较小,一般UCE< V(硅管)。发射结和集电结都处于正向偏置状态。
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晶体管的主要参数
晶体管的参数分为直流参数、交流参数和极限参数三大类。
1 直流参数
(1)直流电流放大系数
①共发射极直流电流放大系数
②共基极直流电流放大系数
(2)极间反向电流
①集-基间反向饱和电流ICBO
②集-射间反向饱和电流ICEO
ICEO和ICBO有如下关系:
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2 交流参数
(1)交流电流放大系数
①交流共基集-射电流放大系数
②交流共射集-基电流放大系数
在放大区,值基本不变,可在共射接法输出特性曲线上,通过垂直于横轴的直线求取IC/IB。
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(2)特征频率fT
晶体管的值不仅与工作电流有关,而且与工作频率有关。由于结电容的影响,当信号频率增加时,晶体管的将会下降。当下降到1时所对应的频率称为特征频率,用fT表示。
3 极限参数
极限参数是指为了保证晶体管在放大