BJT的结构简介 NPN型: NPN PNP型: 新伙伴关系 BJT结构特点(内部结构): 1、发射区的掺杂浓度最高; 2、集电区掺杂浓度低于发射区,且面积大; 3、基区很薄,一般在几个微米至几十个微米,且掺杂浓度最低。 BJT电流形成(以NPN为例): 发射区:发射载流子 集电区:收集载流子 基区:传送和控制载流子
三极管放大时必须外部条件: 发射结加正向电压 集电结加反向电压 放大状态下BJT的工作原理: 1、BJT内部的载流子传输过程 1、因为发射结正偏,所以发射区向基区注入电子 ,形成了扩散电流IEN 。 同时从基区向发射区也有空穴的扩散运动,形成的电流为IEP。 但其数量小,可忽略。 所以发射极电流I E ≈ I EN 。 2、发射区的电子注入基区后,变成了少数载流子。 少部分遇到的空穴复合掉,形成IBN。 所以基极电流I B ≈ I BN 。 大部分到达了集电区的边缘。 3、因为集电结反偏,收集扩散到集电区边缘的电子,形成电流ICN 。 另外,集电结区的少子形成漂移电流ICBO。 总结载流子转移: IE 1、发射结加正向电压,e区的多子电子通过发射结扩散到基区形成IE,与电子方向相反。 2、发射区发射的电子在基区积累,并以发射结边沿形成浓度梯度。 IB:基区电子两个方向 1 、基区正电源VBB从基区拉电子形成IB(电子与空穴复合)。 2 、其余大部分到达集电结。 (基区很薄,掺杂浓度低。 ) 集成电路: 1、集电结反向电压,形成反向饱和电流Icbo,少数载流子形成漂移电流。 2、集区对基区扩散到集电结边缘的电子强吸引,电子很快漂移到集电区形成Ic。 三极管内有 两种载流子 (自由电子和空穴)参与导电,故称为双极型三极管或BJT (Bipolar Junction Transistor)。 2、电流分配关系
3、三极管的三种组态 4、放大作用 共基极放大电路( α一定的情况下 , 有放大电压的能力, iE控制iC ) 共射极放大电路**(共射放大电路既有电流放大能力又有电压放大能力。 )** BJT放大原理和结论: 三极管的放大作用: 依靠发射极电流能够通过基区传输,然后到达集电极而实现的。 实现放大两个条件是: (1)内部条件: 发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度,且基区很薄。 我E=我B*I*C 和C=β·和B 这C=α·这和 (2)外部条件:发射结正向偏置,集电结反向偏置。 BJT的特性曲线 以共射极放大电路为例 1、输入特性曲线 (1) 当vCE=0V时,相当于发射结的正向伏安特性曲线。 (2) 当vCE≥1V时, vCB= vCE - vBE>0,集电结已进入反偏状态,开始收集电子,基区复合减少,同样的v BE下 IB减小,特性曲线右移。 (3) 输入特性曲线的三个部分:死区、非线性区、线性区
2. 输出特性曲线 放大区: vCE﹥1V(硅管) ,iC平行于vCE轴的区域,曲线基本平行等距。 电场强,发射区扩散到基区的电子都到达集电区此时,发射结正偏,集电结反偏。 饱和区: vCE<0.7V(硅管), iC明显受vCE控制的区域,vCE↑→iC↑反向电压小,对电子引力不够。 此时,发射结正偏,集电结正偏或反偏电压很小。 UCE <宇部 , 围兜 > 集成电路 , UCE= 0.3V(约等于) 截止区: iC接近零的区域,相当iB=0的曲线的下方。 VBE小于死去电压,集电结反偏 此时, vBE小于死区电压,集电结反偏。 IB =0 (等于), IC =ICEO =0(约等于) BJT的主要参数 1、电流放大系数 共发射极电流放大系数 共基极电流放大系数α 2、 极间反向电流 (1) 集电极基极间反向饱和电流ICBO 。 发射极开路时,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=(1+ 摆它拔 )ICBO 3.、极限参数 (1) 集电极最大允许电流ICM (2) 集电极最大允许功率损耗PCM, PC M =IC·UCE (3)由PCM、 ICM和 V (BR)CEO在输出特性曲线上可以确定过损耗区、过电流区和击穿区。
总结: 1.半导体三极管是由两个PN结组成的三端有源器件。 有NPN型和PNP型两大类,两者电压、电流的实际方向相反,但具有相同的结构特点,即基区宽度薄且掺杂浓度低,发射区掺杂浓度高,集电区面积大,这一结构上的特点是三极管具有电流放大作用的内部条件。 2.三极管是一种电流控制器件,即用基极电流或发射极电流来控制集电极电流,故所谓放大作用,实质上是一种能量控制作用。 放大作用只有在三极管发射结正向偏置、集电结反向偏置,以及静态工作点的合理设置时才能实现。 3.三极管的特性曲线是指各极间电压与各极电流间的关系曲线,最常用的是输出特性曲线和输入特性曲线。 它们是三极管内部载流子运动的外部表现,因而也称外部特性。 4.器件的参数直观地表明了器件性能的好坏和适应的工作范围,是人们选择和正确使用器件的依据。 在三极管的众多参数中,电流放大系数、极间反向饱和电流和几个极限参数是三极管的主要参数,使用中应予以重视。 (责任编辑:admin) |