三极管课件

电工电子技术作者：符庆海南科技职业学院2020/3/291第7章常用半导体器件7.1PN结和半导体二极管………………1437.2双极型晶体管和场效应晶体管……1477.2.1双极型晶体管………………1477.2.2场效应晶体管………………1517.3晶闸管和单结晶体管………………1567.3.1晶闸管………………………1567.3.2单结晶体管…………………158下页电工电子技术作者：符庆海南科技职业学院2020/3/292第7章常用半导体器件1.半导体2.PN结3.二极管4.双极型晶体管BJT5.场效应晶体管FET6.晶闸管(可控硅)结构检测放大原理特性曲线主要参数三种状态三大作用下页作者：符庆2020/3/2937.2双极型晶体管和场效应晶体管双极型晶体管BJT三极管第7章常用半导体器件BipolarJunctionTransistor场效应晶体管FETFieldEffectTransistor下页作者：符庆2020/3/294三极管是组成各种电子电路的核心器件。三极管的发明，使PN结的应用发生了质的飞跃。7.2双极型晶体管和场效应晶体管第7章常用半导体器件硅管三极管锗管NPN管PNP管NPN管PNP管NPNPNP下页作者：符庆2020/3/295一、基本结构（集电结、发射结）三极管的结构并不是对称的，所以发射极和集电极不能对调使用。面积大，掺杂浓度适度区域薄，掺杂浓度低掺杂浓度高BJT---双极结型晶体管7.2.1双极型晶体管下页作者：符庆2020/3/296二、三极管的检测NPN型三极管的直流测量等效电路如图3-5，PNP型三极管的直流测量等效电路如图3-6。将数字多用表置于档，按图3-3、图3-4的接法测量三极管（接B极的表笔不变换，而另一支表笔分别接三极管的另外两脚），表头会有读数（一般为700～900Ω左右）；cbeebccbecbe下页作者：符庆2020/3/297三极管的放大作用电流放大（1）内部条件（结构特点）：基区很薄，掺杂浓度低——控制由发射区运动到集电区的载流子，减少载流子在基区复合的机会。发射区掺杂浓度高——以便有足够的载流子供“发射”。集电区面积比发射区大——便于收集由发射区来的载流子和散热。三、放大原理（E发射—B扩散、复合—C收集）7.2.1双极型晶体管基极b(base)集电极c(collector)发射极e(emitter)下页作者：符庆2020/3/298bRBEUcRCEU（2）外部条件：三、放大原理（E发射—B扩散、复合—C收集）VbVeVcVbNPN管：VcVbVe工作过程：（1）E区向B区扩散电子（2）电子在B区复合、扩散（3）C区收集B区扩散过来的电子PNP管：VcVbVe微小的基极电流IB，可以控制较大的集电极电流IC，集电结加反向电压(也叫反偏置)。IE=IC+IB发射结加正向电压(也叫正偏置)；7.2.1双极型晶体管所以三极管是电流控制元件。becNPNCBOIIEICIBbcebce下页作者：符庆2020/3/299（2）外部条件：三、放大原理（E发射—B扩散、复合—C收集）VbVeVcVb集电结加反向电压(也叫反偏置)。发射结加正向电压(也叫正偏置)；7.2.1双极型晶体管——直流电流放大系数——交流电流放大系数IE＝IB()1+βIE＝IB+IC△IC△IB＝βICIB＝βIE=IC+IBICIB＝β下页作者：符庆2020/3/2910三、放大原理（E发射—B扩散、复合—C收集）四、特性曲线（输入曲线、输出曲线）1.输入曲线：IB(A)UBE(V)204060800.20.8UCE1V硅Si：0.5~0.7V锗Ge：0.2~0.3V阀值电压VBE07.2.1双极型晶体管0CEU1CEUV()BIA()BEUV0cebcRbRCCUBBUIBICIEUCEUBE下页作者：符庆2020/3/2911三、放大原理（E发射—B扩散、复合—C收集）四、特性曲线（输入曲线、输出曲线）2.输出曲线：7.2.1双极型晶体管1CEUV()BIA()BEUV0cebcRbRCCUBBUIBICIEUCEUBEUCE0IB一定IC饱和压降下页作者：符庆2020/3/2912IC(mA)5101520UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100AICM放大区bIICβ截止区饱和区三、放大原理（E发射—B扩散、复合—C收集）四、特性曲线（输入曲线、输出曲线）1.输入曲线：2.输出曲线：饱和压降：0.2~0.3VIB(A)UBE(V)204060800.20.8UCE1V硅Si：0.5~0.7V锗Ge：0.2~0.3V阀值电压VBE07.2.1双极型晶体管ICIB＝β三极管的三种工作状态：1.截止2.放大3.饱和下页作者：符庆2020/3/2913三极管的三种工作状态：1.截止状态2.放大状态3.饱和状态下页VBE＜0.5VUCE=VCCIB=0VBE≥0.7VUCE=0.2V～0.3VVBE≥0.7VcebIBICIEUCEVBEUCCUBBRBRCUCE=几V1≈VCC2(NPN硅管)作者：符庆2020/3/2914三极管的三种工作状态：1.截止状态2.放大状态3.饱和状态下页VBE＞-0.2VUCE=-VCCIB=0VBE≤-0.3VUCE=-0.2V～-0.3VUCE=-几V(PNP锗管)VBE≤-0.3VVEB＜0.2VVEB≥0.3VVEB≥0.3V作者：符庆2020/3/29152.输出曲线：IC(mA)5101520UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A工作区截止区饱和区7.2.1双极型晶体管五、主要参数（β、ICBO、ICEO、ICM、UCEO、PCM）1.直流放大系数2.交流放大系数bIIChFEββBBIIII-ICCEOCICEO3.极间开路电流：（1）反向饱和电流ICBO(uA)：（2）穿透电流ICEO(uA)：ICEO=(1+β)ICBO---E极开路时---B极开路时ICβ=IB下页作者：符庆2020/3/2916ICM2.输出曲线：4.极限参数：IC(mA)5101520UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A工作区截止区ICEOBIICβ（1）集电极最大允许电流ICM：---β下降到正常值的2/3时的值五、主要参数（β、ICBO、ICEO、ICM、UCEO、PCM）（2）反向击穿电压UCEO：---B极开路时的最大反向耐压（3）最大功耗PCM：---C极允许的最大耗散功率PCM＝ICUCEICβ=IB下面通过曲线来了解PCM：下页(4)特征频率fT：---β=1时的信号频率作者：符庆2020/3/2917截止区饱和区IC(mA)5101520UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100AICEOICM安全工作区输出曲线：（3）最大功耗：例：几个常用三极管的主要参数过损耗区4.极限参数：五、主要参数（β、ICBO、ICEO、ICM、UCEO、PCM）PCM＝ICUCEPCM=ICUCE曲线下页作者：符庆2020/3/2918一些常用三极管的主要参数下页作者：符庆2020/3/2919六.三极管的封装形式下页作者：符庆2020/3/2920（Package）三极管直插形IC扁平形IC7.2.1双极型晶体管六、封装形式下页作者：符庆2020/3/2921七、三极管的三大作用：1.放大2.开关3.阻抗变换三极管的三种工作状态：1.截止状态2.放大状态3.饱和状态下页作者：符庆2020/3/29220(mV)uiωtuce0(V)ωtUCEICiC0(mA)ωt1、三极管的放大作用：uiibQIBQiBA)μ(uBEiCiB＝βCCCCCEiuRV下页作者：符庆2020/3/29232、三极管的开关作用：3、阻抗变换bcebcebce低电位截止状态饱和状态高电位下页电工电子技术作者：符庆海南科技职业学院2020/3/2924第7章常用半导体器件1.半导体2.PN结3.二极管4.双极型晶体管BJT5.场效应晶体管FET6.晶闸管(可控硅)小结：结构检测放大原理特性曲线主要参数三种状态三大作用结束