第14章 半导体器件概要1.ppt

晶体管电流放大的实验电路  设 UCC= 6V，改变可变电阻 RB , 则基极电流 IB、集电极电流 IC 和发射极电流 IE 都发生变化，测量结果如下表所示。 2. 各电极电流关系及电流放大作用 晶体管电流测量数据 结论: (1) IE = IB + IC ，符合基尔霍夫定律 (2) IC ?? IB ， IC ? IE (3) ? IC ?? ? IB 把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大 变化的特性称为晶体管的电流放大作用。 实质: 用一个微小电流的变化去控制一个较大电流 的变化，是CCCS器件。 (a) NPN 型晶体管； 电流方向和发射结与集电结的极性 (4) 要使晶体管起放大作用，发射结必须正向偏置，集电结必须反向偏置。 (b) PNP 型晶体管 3.晶体管内部载流子的运动规律 IE IBE ICE ICBO 发射结正偏, 发射区电子不断向基区扩散，形成发射极电流IE。 　进入P 区的电子少部分与基区的空穴复合，形成电流IBE, 多数扩散到集电结。 扩散到集电结边缘的电子在电场作用下以漂移进越过集电结，被集电区收集，形成ICE。 集电结反偏，有少子形成的反向电流ICBO。 基区空穴向发射区的扩散可忽略。 3. 晶体管内部载流子的运动规律 IC = ICE+ICBO ? ICE IB = IBE? ICBO ? IBE ICE与IBE 之比称为共发射极电流放大倍数 集?射极穿透电流, 温度??ICEO? (常用公式) 若IB = 0, 则 IC ? ICEO 14.5.3 特性曲线 晶体管特性曲线即晶体管各电极电压与电流的关系曲线，是晶体管内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能,是分析放大电路的依据。 研究特性曲线的目的： (1) 直观地分析管子的工作状态。 (2) 合理地选择偏置电路的参数,设计性能良好的电路。 重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线。 　发射极是输入回路、输出回路的公共端。 共发射极电路 输入回路 输出回路 测量晶体管特性的实验线路 1. 输入特性 特点:非线性 正常工作时发射结电压： NPN型硅管 UBE ? (0.6 ~ 0.7) V PNP型锗管 UBE ?(?0.2 ~ ? 0.3)V 3DG100晶体管的 输入特性曲线 死区电压：硅管0.5V 锗管0.1V 2. 输出特性 共发射极电路 3DG100晶体管的输出特性曲线 在不同的 IB下，可得出不同的曲线，所以晶体管 的输出特性曲线是一组曲线。 2. 输出特性 晶体管有三种工作状态，因而输出特性曲线分为三个工作区。 3DG100晶体管的输出特性曲线 (1) 放大区 发射结处于正向偏置，集电结处于反向偏置， 晶体管工作于放大状态。 IC = ? IB ,具有恒流特性。 对 NPN 型管： UBE 约为 0.7V， UCE UBE。 2.3 1.5 Q2 Q1 大 放 区 (2) 截止区 IB = 0 的曲线以下的区域称为截止区。 IB = 0 时, IC = ICEO(很小) 发射结和集电结均处于反向偏置。 若忽略ICEO： IC ? 0, UCE ? UCC 对于硅管, ICEO 1?A。 对于锗管, ICEO 约为 几十至几百微安。 截止区 (3) 饱和区 在饱和区，?IB ?IC， 深度饱和时， 硅管UCES ? 0.3V， 锗管UCES ? 0.1V。 IC ? UCC/RC 。 发射结和集电结均处于正向偏置，晶体管工作于饱和状态。 跳转 在模拟放大电路中， 晶体管工作在放大状 态。在数字电路中， 晶体管工作在截止或 饱和状态。 饱和区 当晶体管饱和时，UCE ? 0，发射极与集电极之间如同一个开关的接通，其间电阻很小；当晶体管截止时，IC ? 0 ，发射极与集电极之间如同一个开关的断开，其间电阻很大，可见，晶体管除了有放大作用外，还有开关作用。 晶体管三种工作状态时的电压和电流如下图所示。 晶体管结电压的典型值 例: 在下图电路中, UCC = 6V，RC = 3k?，RB = 10k?, ? = 25，当输入电压 UI分别为 3V、1V和 ?1V时，试问晶体管处于何种工作状态？ 解: 晶体管饱和时的集电极电流近似为 晶体管刚饱和时的基极电流为 (2) 当UI= 1V时 晶体管处于放大状态。 (3) 当UI= ? 1V时，晶体管可靠截止。 解: 晶体管饱和时的集电极电流近似为 晶体管刚