经典第1章 经典第 章 常用半导体器件1.3 晶体三极管(双极型三极管)

作业1.9 1.0 1.12 1.13

1.3 双极型三极管一、双极型三极管的结构简介 二、放大状态下BJT的电流分配与控制关系 三、BJT的特性曲线 四、BJT在三个状态下的特点 五、判断BJT工作状态的解题思路 六、BJT的主要参数

一、双极型三极管的结构简介1个PN结 : 二极管 单向导电性 开关作用 非线性电阻 个 结 二极管,单向导电性 开关作用, 单向导电性,开关作用 2个PN结 : 三极管 电流控制作用 开关作用 电流控制作用,开关作用 个 结 三极管,电流控制作用 3个PN结 : 晶闸管 可控整流 个 结 晶闸管,可控整流

BJT是通过一定的工艺，将两个PN结结合在一 BJT是通过一定的工艺，将两个PN结结合在一 是通过一定的工艺 PN 起的器件。由于两个PN结之间的相互影响， PN结之间的相互影响 起的器件。由于两个PN结之间的相互影响，使BJT 表现出不同于单个PN PN结的特性而具有电流放大作 表现出不同于单个PN结的特性而具有电流放大作 从而使PN结的应用发生了质的飞跃。 PN结的应用发生了质的飞跃 用，从而使PN结的应用发生了质的飞跃。BJT的应用 的应用: 的应用 (1)在模拟电路中作为放大元件 在模拟电路中作为放大元件 (2)在数字电路中作为开关元件 在数字电路中作为开关元件

一、晶体管的结构和符号

为什么有孔？

小功率管

中功率管

大功率管

半导体三极管的结构有两种类型:NPN型和PNP型。 集电极，用C或c 集电极 发射极，用E或e 发射极 两种类型的三极管 表示(Collector)。 集电区 发射区 表示(Emitter);

基区 发射结(Je) 发射结 集电结(Jc) 集电结 基极，用B或b表示(Base) 基极

三极管符号

结构特点(对NPN PNP型均适用)发射区的掺杂浓度最高； 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，且 掺杂浓度最低。

两个PN结,每个有正偏和反偏两种状态,组合起来,共有4种状态:

发射结正偏,集电结反偏:放大区，在模拟放大电路中使用 发射结正偏,集电结正偏:饱和区 在数字电路中使用 发射结反偏,集电结反偏:截止区 发射结反偏,集电结正偏: 倒置状态,基本上没有什么用处

二、放大状态下BJT的电流分配与控 制关系

1、要使三极管具有电流放大作用所必须提供的条件： 外部条件： 发射结正偏，集电结反偏。 外部条件：外加直流电压源保证发射结正偏，集电结反偏。 内部条件: 发射区的掺杂浓度最高； 内部条件 发射区的掺杂浓度最高； 集电区掺杂浓度低于发射区，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。 杂浓度最低。

2、三极管具有电流放大作用时在三极管内部载流子 的传输过程(以NPN管为例介绍)(1)发射区向基区注入自由电子(对NPN管子为自由电子，对 PNP管子为空穴)发射区多子向基区扩散，形成发射极电子电流InE 发射结 正偏 基区多子向发射区扩散,小，可忽略 漂移运动很弱，可忽略

发射极电流IE= InE

(2)自由电子在基区扩散与复合(对NPN管子为自由电子， 对PNP管子为空穴) 一部分与基区空穴复合，形成 基极复合电流 IB'在基区内自由电子 继续向集电结方向 扩散

绝大部分扩散到集电结边缘

三极管制 成后二者 分配比例 就已经确 定

(3)集电区收集从发射区扩散过来的载流子(对NPN管子为 自由电子，对PNP管子为空穴) 发射区扩散过来的自由电子向集电区漂移集电结反偏 集电区自身的少子向基区漂移 基区自身的少子向集电区漂移

形成集电 极电子电 流Inc 形成反向饱和电流ICBO

扩散运动难以进行 集电极电流IC= Inc +ICBO 基极电流IB = IB' - ICBO