双极型晶体管及其.pptx

会计学图2–1晶体管的结构(jiégòu)与符号
(a)NPN管的示意图；(b)电路符号；(c)平面管结构(jiégòu)剖面图2–1–1放大状态下晶体管中载流子的传输过程
当晶体管处在发射结正偏、集电结反偏的放大状态下，管内载流子的运动情况可用图2--2说明。我们(wǒmen)按传输顺序分以下几个过程进行描述。图2–2晶体管内载流子的运动(yùndòng)和各极电流一、发射区向基区注入电子
由于(yóuyú)e结正偏，因而结两侧多子的扩散占优势，这时发射区电子源源不断地越过e结注入到基区，形成电子注入电流IEN。与此同时，基区空穴也向发射区注入，形成空穴注入电流IEP。因为发射区相对基区是重掺杂，基区空穴浓度远低于发射区的电子浓度，所以满足
IEP<<IEN，可忽略不计。因此，发射极电流IE≈IEN，其方向与电子注入方向相反。二、电子在基区中边扩散边复合
注入基区的电子，成为基区中的非平衡少子，它在e结处浓度最大，而在c结处浓度最小(因c结反偏，电子浓度近似为零)。因此，在基区中形成了非平衡电子的浓度差。在该浓度差作用下，注入基区的电子将继续向c结扩散。在扩散过程中，非平衡电子会与基区中的空穴相遇，使部分(bùfen)电子因复合而失去。但由于基区很薄且空穴浓度又低，所以被复合的电子数极少，而绝大部分(bùfen)电子都能扩散到c结边沿。基区中与电子复合的空穴由基极电源提供，形成基区复合电流IBN，它是基极电流IB的主要部分(bùfen)。三、扩散到集电结的电子被集电区收集
由于集电结反偏，在结内形成了较强的电场，因而，使扩散到c结边沿的电子在该电场作用下漂移(piāoyí)到集电区，形成集电区的收集电流ICN。该电流是构成集电极电流IC的主要部分。另外，集电区和基区的少子在c结反向电压作用下，向对方漂移(piāoyí)形成c结反向饱和电流ICBO，并流过集电极和基极支路，构成IC、IB的另一部分电流。2–1–2电流分配关系
由以上分析可知，晶体管三个电极上的电流与内部载流子传输形成(xíngchéng)的电流之间有如下关系：式(2–1)表明，在e结正偏、c结反偏的条件下，晶体管三个电极上的电流不是孤立的，它们能够反映非平衡少子在基区扩散与复合的比例关系。这一比例关系主要由基区宽度、掺杂浓度等因素决定，管子做好后就基本确定(quèdìng)了。反之，一旦知道了这个比例关系，就不难得到晶体管三个电极电流之间的关系，从而为定量分析晶体管电路提供方便。为了(wèile)反映扩散到集电区的电流ICN与基区复合电流IBN之间的比例关系，定义共发射极直流电流放大系数
为确定(quèdìng)了值之后，由式(2–1)、(2–2)可得为了反映(fǎnyìng)扩散到集电区的电流ICN与射极注入电流IEN的比例关系，定义共基极直流电流放大系数为由于,都是反映晶体管基区扩散与复合的比例关系，只是(zhǐshì)选取的参考量不同，所以两者之间必有内在联系。由,的定义可得

2–1–3晶体管的放大作用
现在用图2–2来说明晶体管的放大作用。若在图中UBB上叠加一幅度为100mV的正弦电压Δui，则正向发射结电压会引起相应的变化。由于e结正向电流与所加电压呈指数关系，所以发射极会产生一个较大的注入(zhùrù)电流ΔiE，例如为1mA。2–2晶体管伏安特性(tèxìng)曲线及参数图2–3晶体管的三种(sānzhǒnɡ)基本接法
(a)共发射极；(b)共集电极；(c)共基极2–2–1晶体管共发射极特性曲线
因为有两个回路，所以晶体管特性曲线包括输入和输出两组特性曲线。这两组曲线可以(kěyǐ)在晶体管特性图示仪的屏幕上直接显示出来，也可以(kěyǐ)用图2–4电路逐点测出。
一、共发射极输出特性曲线
测量电路如图2–4所示。共射输出特性曲线是以iB为参变量时，iC与uCE间的关系曲线，即
图2–4共发射极特性(tèxìng)曲线测量电路典型的共射输出特性曲线如图2–5所示。由图可见，输出特性可以划分为三个区域，对应于三种(sānzhǒnɡ)工作状态。现分别讨论如下。
1放大区
e结为正偏，c结为反偏的工作区域为放大区。由图2–5可以看出，在放大区有以下两个特点：图2–5共射输出特性曲线(qūxiàn)(1)基极电流iB对集电极电流iC有很强的控制(kòngzhì)作用，即iB有很小的变化量ΔIB时，iC就会有很大的变化量ΔIC。为此，用共发射极交流电流放大系数β来表示这种控制(kòngzhì)能力。β定义为(2)uCE变化对IC的影响很小。在特性曲线上表现为，iB一定而uCE增大时，曲线略有上翘(iC略有增大)。这是因为uCE增大，c结反向电压增大，使c结展宽，所以有效基区宽度变窄，这样基区中电子与空穴复合的机会