(window.slotbydup=window.slotbydup || []).push({
id: '2014386',
container: s,
size: '234,60',
display: 'inlay-fix'
&&|&&0次下载&&|&&总27页&&|
您的计算机尚未安装Flash，点击安装&
如需下载到电脑，请使用积分（）
0人评价10页
0人评价9页
0人评价9页
0人评价12页
0人评价10页
所需积分：（友情提示：所有文档均可免费全文预览！下载之前请务必先预览阅读，以免误下载造成积分浪费！）
（多个标签用逗号分隔）
文不对题，内容与标题介绍不符
广告内容或内容过于简单
文档乱码或无法正常显示
若此文档涉嫌侵害了您的权利，请参照说明。
评价文档：模拟电路基础知识系列之二：半导体三极管
> 模拟电路基础知识系列之二：半导体三极管
模拟电路基础知识系列之二：半导体三极管
一. 的结构、类型及特点1.类型---分为NPN和PNP两种。2.特点---基区很薄，且掺杂浓度最低；发射区掺杂浓度很高，与基区接触 面积较小；集电区掺杂浓度较高，与基区接触面积较大。 二. 的工作原理1. 的三种基本组态本文引用地址： 3. 共射电路的特性曲线*输入特性曲线---同二极管。* 输出特性曲线饱和管压降，用UCES表示 放大区---发射结正偏，集电结反偏。 截止区---发射结反偏，集电结反偏。4. 温度影响温度升高，输入特性曲线向左移动。 温度升高ICBO、 ICEO 、 IC以及β均增加。三. 低频小信号等效模型（简化）hie---输出端交流短路时的输入电阻，常用rbe表示； hfe---输出端交流短路时的正向电流传输比，常用β表示；四. 基本组成及其原则1. VT、 VCC、 Rb、 Rc 、C1、C2的作用。 2.组成原则----能放大、不失真、能传输。五. 的图解分析法1. 直流通路与静态分析 *概念---直流电流通的回路。 *画法---电容视为开路。 *作用---确定静态工作点。 *直流负载线---由VCC=ICRC+UCE 确定的直线。　　*电路参数对静态工作点的影响　　 1）改变Rb ：Q点将沿直流负载线上下移动。
2）改变Rc ：Q点在IBQ所在的那条输出特性曲线上移动。
3）改变VCC：直流负载线平移，Q点发生移动。 2. 交流通路与动态分析*概念---交流电流流通的回路*画法---电容视为短路,理想直流电压源视为短路。 *作用---分析信号被放大的过程。*交流负载线--- 连接Q点和V CC’点 V CC’= UCEQ+ICQR L’的
直线。 3. 静态工作点与非线性失真（1）截止失真*产生原因---Q点设置过低 *失真现象---NPN管削顶，PNP管削底。*消除方法---减小Rb，提高Q。（2） 饱和失真*产生原因---Q点设置过高 *失真现象---NPN管削底，PNP管削顶。*消除方法---增大Rb、减小Rc、增大VCC 。 4. 放大器的动态范围（1） Uopp---是指放大器最大不失真输出电压的峰峰值。 （2）范围 *当（UCEQ－UCES）＞（VCC’ － UCEQ ）时，受截止失真限制，UOPP=2UOMAX=2ICQRL’。*当（UCEQ－UCES）＜（VCC’ － UCEQ ）时，受饱和失真限制，UOPP=2UOMAX=2 （UCEQ－UCES）。*当（UCEQ－UCES）＝（VCC’ － UCEQ ），放大器将有最大的不失真输出电压。
模拟信号相关文章:
手机电池相关文章:
分享给小伙伴们：
我来说两句……
最新技术贴
微信公众号二
微信公众号一半导体三极管基础知识 - 电子技术基础知识 - 21IC中国电子网
您当前的位置：&>&&>&&>&
半导体三极管基础知识
1. 基本结构和类型
半导体三极管的结构示意图如图1所示。它有两种类型：NPN型和PNP型。包含三层半导体：基区(相连电极称为基极，用B或b表示); 发射区(相连电极称为发射极，用E或e表示);集电区(相连电极称为集电极，用C或c表示)。 E-B间的PN结称为发射结， C-B间的PN结称为集电结。
图1 两类三极管示意图及图形符号
2. 电流分配与放大
半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压。若在放大工作状态：发射结加正向电压，集电结加反向电压。现以 NPN型三极管的放大状态为例，来说明三极管内部的电流关系， 见图2
图2三极管的电流传输关系
发射结加正偏时，从发射区将有大量的电子向基区扩散，形成的电流为IEN。与PN结中的情况相同。从基区向发射区也有空穴的扩散运动，但其数量小，形成的电流为IEP。这是因为发射区的掺杂浓度远大于基区的掺杂浓度。 进入基区的电子流因基区的空穴浓度低，被复合的机会较少。又因基区很薄，在集电结反偏电压的作用下，电子在基区停留的时间很短，很快就运动到了集电结的边上，进入集电结的结电场区域，被集电极所收集，形成集电极电流ICN。在基区被复合的电子形成的电流是 IBN。 另外，因集电结反偏，使集电结区的少子形成漂移电流ICBO。于是可得如下电流关系式：
IE= IEN+ IEP 且有IEN&&IEP
IEN=ICN+ IBN 且有IEN&& IBN ， ICN&&IBN
IC=ICN+ ICBO
IB=IEP+ IBN-ICBO
IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN=(ICN+ICBO)+(IBN+IEP-ICBO)=IC+IB
3. 晶体管的特性曲线及主要参数
以共射NPN型晶体管放大电路为例。
输入特性曲线&& IB=f(UBE)|UCE常数
输出特性曲线&& IC=f(UCE)|IB=常数
(1)输入特性曲线
共发射极接法的输入特性曲线见图3。输入特性曲线的分区：死区、非线性区、线性区。
图3共发射极接法输入特性曲
(2)输出特性曲线
输出特性曲线分为三个区域：
饱和区--IC受UCE显著控制的区域，该区域内UCE的数值较小，一般UCE&0.7 V(硅管)。此时发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。
截止区--IC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时，发射结反偏，集电结反偏。
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，电压大于0.7 V左右(硅管)。
图4共发射极接法输出特性曲线
(3)主要参数
半导体三极管的参数分为直流参数、交流参数和极限参数三大类。
① 共发射极电流放大系数
共发射极直流电流放大系数
共发射极交流电流放大系数 &
② 极间反向饱和电流ICBO和ICEO
ICEO和ICBO有如下关系
③ 极限参数
● 集电极最大允许电流ICM
当集电极电流超过一定值时，&就要下降，当&值下降到线性放大区&值的2/3时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流ICM。当IC&ICM时，并不表示三极管会损坏。
● 集电极最大允许功率损耗PCM
集电极电流通过集电结时所产生的功耗， PCM= ICUCB&ICUCE，因发射结正偏，呈低阻，所以功耗主要集中在集电结上。在计算时往往用UCE取代UCB。
● 反向击穿电压U(BR)CEO
反向击穿电压U(BR)CEO,U(BR)CEO&&基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。
④ 温度对晶体管参数的影响
温度T&&&&、ICBO&，|UBE|&&IC &
半导体三极管有两大类型，一是双极型半导体三极管， 二是场效应半导体三极管
双极型半导体三极管是由两种载流子参与导电的半导体器件，它由两个 PN 结组合而成，是一种CCCS器件。 场效应型半导体三极管仅由一种载流子参与导电，是一种VCCS器件。
二、双极型半导体三极管
1&双极型半导体三极管的结构
双极型半导体三极管的结构示意图如图4所示。它有两种类型：NPN型和PNP型。中间部分称为基区，相连电极称为基极，用B或b表示(Base);
一侧称为发射区，相连电极称为发射极，用E或e表示(Emitter);
另一侧称为集电区和集电极，用C或c表示(Collector)。
E-B间的PN结称为发射结(Je)，
C-B间的PN结称为集电结(Jc)。
图4两种极性的双极型三极管
双极型三极管的符号在图的下方给出，发射极的箭头代表发射极电流的实际方向。从外表上看两个N区(或两个P区)是对称的，实际上发射区的掺杂浓度大，集电区掺杂浓度低，且集电结面积大。基区要制造得很薄，其厚度一般在几个微米至几十个微米。
2 双极型半导体三极管的电流分配与控制
双极型半导体三极管在工作时一定要加上适当的直流偏置电压。若在放大工作状态：发射结加正向电压，集电结加反向电压。现以 NPN型三极管的放大状态为例，来说明三极管内部的电流关系， 见图5.
图5 双极型三极管的电流传输关系
发射结加正偏时，从发射区将有大量的电子向基区扩散，形成的电流为IEN。与PN结中的情况相同。从基区向发射区也有空穴的扩散运动，但其数量小，形成的电流为IEP。这是因为发射区的掺杂浓度远大于基区的掺杂浓度。
进入基区的电子流因基区的空穴浓度低，被复合的机会较少。又因基区很薄，在集电结反偏电压的作用下，电子在基区停留的时间很短，很快就运动到了集电结的边上，进入集电结的结电场区域，被集电极所收集，形成集电极电流ICN。在基区被复合的电子形成的电流是 IBN。
另外，因集电结反偏，使集电结区的少子形成漂移电流ICBO。于是可得如下电流关系式：
IE= IEN+ IEP 且有IEN&&IEP
IEN=ICN+ IBN 且有IEN&& IBN ， ICN&&IBN
IC=ICN+ ICBO
IB=IEP+ IBN-ICBO
IE=IEP+IEN=IEP+ICN+IBN=(ICN+ICBO)+(IBN+IEP-ICBO)=IC+IB
以上关系在图02.02的动画中都给予了演示。由以上分析可知，发射区掺杂浓度高，基区很薄，是保证三极管能够实现电流放大的关键。若两个PN结对接，相当基区很厚，所以没有电流放大作用，基区从厚变薄，两个PN结演变为三极管，这是量变引起质变的又一个实例。
3 双极型半导体三极管的电流关系
(1) 三种组态
双极型三极管有三个电极，其中两个可以作为输入, 两个可以作为输出，这样必然有一个电极是公共电极。三种接法也称三种组态，见图6。
共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示;
共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示;
共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。
图6三极管的三种组态
(2) 三极管的电流放大系数
对于集电极电流IC和发射极电流IE之间的关系可以用系数来说明，定义:
称为共基极直流电流放大系数。它表示最后达到集电极的电子电流ICN与总发射极电流IE的比值。ICN与IE相比，因ICN中没有IEP和IBN，所以 的值小于1, 但接近1。由此可得：
称为共发射极接法直流电流放大系数。于是
4 双极型半导体三极管的特性曲线
本节介绍共发射极接法三极管的特性曲线，即
这里，B表示输入电极，C表示输出电极，E表示公共电极。所以这两条曲线是共发射极接法的特性曲线。
iB是输入电流，vBE是输入电压，加在B、E两电极之间。
iC是输出电流，vCE是输出电压，从C、E两电极取出。
共发射极接法的供电电路和电-压电流关系如图7所示。
图7 共发射极接法的电压-电流关系
(1)输入特性曲线
简单地看，输入特性曲线类似于发射结的伏安特性曲线，现讨论iB和vBE之间的函数关系。因为有集电结电压的影响，它与一个单独的PN结的伏安特性曲线不同。 为了排除vCE的影响，在讨论输入特性曲线时，应使vCE=const(常数)。vCE的影响，可以用三极管的内部的反馈作用解释，即vCE对iB的影响。
共发射极接法的输入特性曲线见图8。其中vCE=0V的那一条相当于发射结的正向特性曲线。当vCE&1V时， vCB= vCE - vBE&0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，且基区复合减少， IC / IB增大，特性曲线将向右稍微移动一些。但vCE再增加时，曲线右移很不明显。曲线的右移是三极管内部反馈所致，右移不明显说明内部反馈很小。
图8共发射极接法输入特性曲线
输入特性曲线的分区：死区、非线性区、线性区。
(2)输出特性曲线
共发射极接法的输出特性曲线如图9所示，它是以iB为参变量的一族特性曲线。现以其中任何一条加以说明,当vCE=0 V时,因集电极无收集作用,iC=0。当vCE微微增大时，发射结虽处于正向电压之下,但集电结反偏电压很小,如vCE& 1 V;vBE=0.7 V; vCB= vCE- vBE&0.7 V 。集电区收集电子的能力很弱，iC主要由vCE决定。当vCE增加到使集电结反偏电压较大时，如vCE &1 V， vBE &0.7 V，运动到集电结的电子基本上都可以被集电区收集，此后vCE再增加，电流也没有明显的增加，特性曲线进入与vCE轴基本平行的区域 (这与输入特性曲线随vCE增大而右移的原因是一致的) 。
输出特性曲线可以分为三个区域
饱和区&&iC受vCE显著控制的区域，该区域内vCE的数值较小，一般vCE&0.7 V(硅管)。此时发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。
截止区&&iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时，发射结反偏，集电结反偏。
放大区&&iC平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏，电压大于0.7 V左右(硅管)
图9 共发射极接法输出特性曲线(动画2-2)
5 半导体三极管的参数
半导体三极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
在放大区基本不变。在共发射极输出特性曲线上，通过垂直于X轴的直线(vCE=const)来求取IC / IB ，如图02.07所示。在IC较小时和IC较大时，会有所减小，这一关系见图02.08。
2.共基极直流电流放大系数
显然 与 之间有如下关系
② 极间反向电流
1.集电极-基极间反向饱和电流ICBO
ICBO的下标CB代表集电极和基极，O是Open的字头，代表第三个电极E开路。它相当于集电结的反向饱和电流。
2.集电极-发射极间的反向饱和电流ICEO
ICEO和ICBO有如下关系
相当基极开路时，集电极和发射极间的反向饱和电流，即输出特性曲线IB=0那条曲线所对应的Y坐标的数值，如图02.09所示。
图02.09 ICEO在输出特性曲线上的位置
(2) 交流参数
① 交流电流放大系数
1.共发射极交流电流放大系数?
在放大区， B值基本不变，可在共射接法输出特性曲线上，通过垂直于X轴的直线求取△IC/△IB。或在图02.08上通过求某一点的斜率得到?。具体方法如图02.10所示。
2.共基极交流电流放大系数&
当ICBO和ICEO很小时，可以不加区分。
② 特征频率fT
三极管的?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，三极管的?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
① 集电极最大允许电流ICM
如图02.08所示，当集电极电流增加时，? 就要下降，当?值下降到线性放大区?值的70～30%时，所对应的集电极电流称为集电极最大允许电流ICM。至于?值下降多少，不同型号的三极管，不同的厂家的规定有所差别。可见，当IC&ICM时，并不表示三极管会损坏。
② 集电极最大允许功率损耗PCM
集电极电流通过集电结时所产生的功耗， PCM= ICVCB&ICVCE，因发射结正偏，呈低阻，所以功耗主要集中在集电结上。在计算时往往用VCE取代VCB。
③ 反向击穿电压
反向击穿电压表示三极管电极间承受反向电压的能力，其测试时的原理电路如图02.11所示。
图02.11 三极管击穿电压的测试电路
1. V(BR)CBO&&发射极开路时的集电结击穿电压。下标BR代表击穿之意，是Breakdown的字头，C、B代表集电极和基极，O代表第三个电极E开路。
2. V(BR)EBO&&集电极开路时发射结的击穿电压。
3. V(BR)CEO&&基极开路时集电极和发射极间的击穿电压。
对于V(BR)CER表示BE间接有电阻，V(BR)CES表示BE间是短路的。几个击穿电压在大小上有如下关系：
V(BR)CBO&V(BR)CES&V(BR)CER&V(BR)CEO&V(BR)EBO
由最大集电极功率损耗PCM、ICM和击穿电压V(BR)CEO，在输出特性曲线上还可以确定过损耗区、过电流区和击穿区，见图02.12。
图02.12 输出特性曲线上的过损耗区和击穿区
2.1.6 半导体三极管的型号