晶体三极管与场效应管

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1、晶体管与场效应管晶体管与场效应管模拟电子技术基础晶体三极管晶体三极管晶体三极管也称为半导体三极管，简称三极管，晶体三极管也称为半导体三极管，简称三极管，由于工作时，多数载流子和少数载流子都参与由于工作时，多数载流子和少数载流子都参与运行，因此，还被称为运行，因此，还被称为双极双极型晶体管简称型晶体管简称BJT（Bipolar Junction Transistor）。）。BJT是一种是一种电电流流控制控制电流电流的半导体器件。的半导体器件。作用作用: :把微弱信号把微弱信号放大放大成辐值较大的电信号，成辐值较大的电信号，也用作无触点也用作无触点开关开关. .晶体管促进并带来了晶体管促进并带来了

2、“固态革命固态革命”，进而推动，进而推动了全球范围内的半导体电子工业。了全球范围内的半导体电子工业。 三极管的常见外形三极管的常见外形2N2202三极管的结构三极管的结构-NNP发射区发射区集电区集电区基区基区发射结发射结 集电结集电结ECB发射极发射极集电极集电极基极基极NPN型型PNP型型-PPN发射区发射区集电区集电区基区基区发射结发射结 集电结集电结ECB发射极发射极集电极集电极基极基极三极管的结构特点三极管的结构特点: :（1 1）发射区的掺杂浓度集电区掺杂浓度。）发射区的掺杂浓度集电区掺杂浓度。（2 2）基区要制造得很薄且浓度很低。）基区要制造得很薄且浓度很低。ECB符号符号ECB

3、符号符号BJT的构造的构造 以以NPN为例为例 )N+PN-Si集电极集电极CCollector基极基极BBase发射极发射极EEmitter金属层金属层N型硅片型硅片（衬底衬底）对于对于NPN管，它是由管，它是由2 2块块N型半导体中间夹着一块型半导体中间夹着一块P型型半导体所组成，发射区与基区之间形成的半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为结称为发射结发射结, ,而集电区与基区形成的而集电区与基区形成的PN结称为结称为集电结集电结, ,三三条引线分别称为发射极条引线分别称为发射极E、基极、基极B和集电极和集电极C。发射区发射区：发射载流子：发射载流子集电区集电区：收集载流子：收集载

4、流子基区基区：传送和控制载流子：传送和控制载流子强化练习强化练习1NPN型三极管型三极管ECB符号符号电路符号电路符号集电区集电区集电结集电结基区基区发射结发射结发射区发射区NN集电极集电极 C基极基极 B发射极发射极 EP集电区的作用：集电区的作用：收集载流子收集载流子基区的作用：基区的作用：传送、控制载流子传送、控制载流子发射区的作用：发射区的作用：发射载流子发射载流子强化练习强化练习2PNP型三极管型三极管ECB符号符号电路符号电路符号集电区集电区集电结集电结基区基区发射结发射结发射区发射区PP集电极集电极 C基极基极 B发射极发射极 EN集电区的杂质浓度：集电区的杂质浓度：较低较低基区

5、的厚度：基区的厚度：非常薄非常薄发射区的杂质浓度：发射区的杂质浓度：很高很高icie输入输入输出输出BJT的组态的组态三极管在使用时，根据实际需要，可接成三种不同的组三极管在使用时，根据实际需要，可接成三种不同的组态。不管接成哪种组态，都有一对输入端和一对输出端；态。不管接成哪种组态，都有一对输入端和一对输出端；icib输入输入输出输出共发射极共发射极接法，接法，发射极发射极作为作为公共公共电极，用电极，用CE表示表示 ；共基极共基极接法，接法，基极基极作为公共电极，用作为公共电极，用CB表示表示 ; ;ieib输入输入输出输出共集电极共集电极接法，接法，集电极集电极作为公共电极，用作为公共电

6、极，用CC表示。表示。CECBCC三极管的放大作用是满足自身的内部结构特点的前提三极管的放大作用是满足自身的内部结构特点的前提下，在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现下，在一定的外部条件控制下，通过载流子传输体现出来的。出来的。v 内部结构内部结构 BJT的结构特点的结构特点 v 外部条件外部条件 发射结正偏，发射结正偏， 集电结反偏。集电结反偏。BJT的电流放大条件的电流放大条件 UCEVCCRCICCEBUBEVBBRBIB输入输入回路回路输入输入回路回路公共端公共端共发射极放大电路共发射极放大电路 发射区的掺杂浓度最高发射区的掺杂浓度最高 ( N+ )； 集电区掺杂浓度低于发射区，

7、且面积大；集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大； 基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低。且掺杂浓度最低。共射极共射极NPN放大电路放大电路CEBNNPRB VBBIBICVCCJCJE三极管在工作时三极管在工作时必须必须加上适当的加上适当的直流偏置直流偏置电压。电压。若在若在放大放大工作状态：工作状态：发射结发射结正正偏：偏：由由VBB保证；必须使：保证；必须使：UBE0硅管：硅管：UBE= =UB- -UE=0.7=0.7（V）锗管：锗管：UBE= =UB- -UE=0.3=0.3（V）集电结集电结反反偏：偏：由由VBB、VCC保证；保证；

8、UCB=VCC UBE 0，反偏；，反偏；集电结电场很强集电结电场很强。结论：对于正常工作的结论：对于正常工作的NPN管，必然管，必然有有UC UB UE共射极共射极PNP放大电路放大电路CEBPPNRB VBBIBICVCCJCJE三极管在工作时三极管在工作时必须必须加上适当的加上适当的直流偏置直流偏置电压。电压。若在若在放大放大工作状态：工作状态：发射结发射结正正偏：偏：由由VBB保证；必须使：保证；必须使：UBE 0硅管：硅管：UBE= =UB- -UE= =- -0.70.7（V）锗管：锗管：UBE= =UB- -UE= =- -0.30.3（V）集电结集电结反反偏：偏：由由VBB、V

9、CC保证；保证；UCB=VCC UBE 0，反偏；，反偏；集电结电场很强集电结电场很强。VCC结论：对于正常工作的结论：对于正常工作的PNP管，必然管，必然有有UC UB U3U2，所以为所以为B极；极；又因为又因为U3-U2=0.7V，所以该三极管为所以该三极管为NPN硅管；硅管；且为且为E极；为极；为C极。极。U1=4.3=4.3V，U2=2=2V，U3=5=5V因为因为U3U1U2，所以所以为为B极；极；又因为又因为U1-U3=-0.7V，所以该三极管为所以该三极管为PNP硅管；硅管；且为且为C极；极；为为E极。极。U1=-5=-5V，U2=-1.8=-1.8V，U3=-1.5=-1.5

10、V因为因为U3U2U1，所以所以为为B极；极；又因为又因为U1-U3=-0.3V，所以该三极管为所以该三极管为PNP锗管；锗管；且为且为C极；极；为为E极。极。共射极共射极NPN放大电路放大电路 CE BRBVBB IB ICVCC JC JEIEN发射结正偏，发射结正偏，发射区多数发射区多数载流子电子载流子电子不断向基区不断向基区扩散，形成扩散，形成扩散电流扩散电流IEN。基区多数载基区多数载流子空穴不流子空穴不断向基区扩断向基区扩散，形成扩散，形成扩散电流散电流IEP。IEPIE=IEN+IEP进入基区少数电子和空穴进入基区少数电子和空穴复合，以及进入发射区的复合，以及进入发射区的空穴与电

11、子复合而形成电空穴与电子复合而形成电流流IBN和和IBP，那么其它多数，那么其它多数电子去哪里了？电子去哪里了？集电结反偏集电结反偏从发射区扩散来的从发射区扩散来的电子作为基区的少电子作为基区的少子，在外电场的作子，在外电场的作用下，漂移进入集用下，漂移进入集电区而被收集，形电区而被收集，形成电流成电流ICN。ICN集电区少数载流集电区少数载流子空穴形成漂移子空穴形成漂移电流电流ICBO。ICBO=ICN+ICBO结论：结论：IE=IB+ICIE扩散运动形成的电流扩散运动形成的电流IB复合运动形成的电流复合运动形成的电流IC漂移运动形成的电流漂移运动形成的电流IBP共射极电路电流的放大共射极电