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双极型:有两种极性的载流子参与导电( BJT)

结束放映. 首页目录. §2-1 BJT 的结构和工作原理. 双极型:有两种极性的载流子参与导电( BJT). 三极管. 单极型:只有一种极性的载流子参与导电( FET). 一、 BJT 的结构和符号. 二、 BJT 的放大偏置. 三、大偏置时 BJT 内部载流子的传输过程. 四、大偏置时 BJT 各极电流的分配关系. 五、 BJT 的穿透电流 I CEO. 六、 BJT 的结偏置电压与各极电流的关系. 七、 BJT 的截止和饱和工作状态. 八、 BJT 的三种基本组态. 结束放映. 首页目录. 一、 BJT 的结构和符号. 1 、 BJT 的类型.

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双极型:有两种极性的载流子参与导电( BJT)

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Presentation Transcript


  1. 结束放映 首页目录 §2-1 BJT的结构和工作原理 双极型:有两种极性的载流子参与导电(BJT) 三极管 单极型:只有一种极性的载流子参与导电(FET) 一、 BJT的结构和符号 二、 BJT的放大偏置 三、大偏置时BJT内部载流子的传输过程 四、大偏置时BJT各极电流的分配关系 五、BJT的穿透电流ICEO 六、BJT的结偏置电压与各极电流的关系 七、BJT的截止和饱和工作状态 八、BJT的三种基本组态

  2. 结束放映 首页目录 一、 BJT的结构和符号 1、BJT的类型 按工作频率分:高频管、低频管 按功率分:小、中、大功率管 按材料分:硅管、锗管 按结构分:NPN型、PNP型

  3. 发射结 集电结 结束放映 首页目录 一、 BJT的结构和符号 • BJT由两个PN结和三个电极构成,有两种基本类型: NPN型和PNP型。 1、NPN型 2、PNP型 发射区 集电区 + + 发射极 集电极 基区 基极 箭头方向表示电流的实际方向 注意区分两者的符号 NPN管比PNP管应用更广泛,特别在一般的半导体集成电路中,NPN管性能优于PNP管,故重点讨论NPN管。

  4. 管芯结构剖面图 结束放映 首页目录 一、 BJT的结构和符号 • 结构特点: ——是BJT具有电流放大作用的内部因素。 (1)发射区的掺杂浓度最高; (2)基区很薄,一般在几微米至几十微米,且掺杂 浓度最低; (3)集电区掺杂浓度低于发射区,且面积大. + 发射区 基区 集电区

  5. c c c c + ib iC + + ib b iC + P N UCE b UBE UCE ie - - b b P N UBE ie - - e N P e e e 首页目录 结束放映 二、BJT的放大偏置 —是BJT具有电流放大作用的外部因素。 1、什么叫放大偏置? 放大偏置——“发射结正偏、集电结反偏”。 2、放大偏置时BJT三个电极电位之间的关系: 识别管脚和判断管型的依据

  6. -11.5V 0.1V 0.78V 结束放映 首页目录 例题:测得放大电路中的某只晶体管三个管脚对机壳的电压如图所示:试判断该管管脚对应的电极,该管的类型及材料。 B C E 1、基极电位UB居中(可识别基极); 2、发射结压降: |UBE| = 0.7(0.6)V (硅管) |UBE|= 0.2(0.3)V (锗管) 可识别发射极——集电极;判断管子的材料; 3、NPN管各极的电位关系:UC>UB>UE; 可识别管子的类型(NPN/PNP)。 PNP管各极的电位关系:UC<UB<UE; 该管为PNP型硅管。

  7. 3.2V 7.5V 3.9V 结束放映 首页目录 例题:测得放大电路中的某只晶体管三个管脚对机壳的电压如图所示:试判断该管管脚对应的电极,该管的类型及材料。 C E B 1、基极电位UB居中(可识别基极); 2、发射结压降: |UBE| = 0.7(0.6)V (硅管) |UBE|= 0.2(0.3)V (锗管) 可识别发射极——集电极;判断管子的材料; 3、NPN管各极的电位关系:UC>UB>UE; 可识别管子的类型(NPN/PNP)。 PNP管各极的电位关系:UC<UB<UE; NPN型硅管。

  8. c iC iB c RC RC b b e Rb EC Rb iE EC EB EB e 首页目录 结束放映 三、放大偏置时BJT内部载流子的传输过程 给NPN型BJT加适当的偏置:发射结正偏,集电结反偏。

  9. iC c RC N b iB iB1 浓度差 Rb 扩散 P EC 复合 EB e iE N 首页目录 结束放映 (1)发射区向基区注入电子 iEn E区电子经BE结扩散注入B区 BE结正偏 iEP B区空穴扩散注入E区 iCP iCn1 iE=iEn+iEP iEn iCn2 (正偏发射结的正向电流) (2)电子在基区的扩散和复合 iEn (绝大部分) CB结附近 iB1(很小) 与基区空穴复合(少) iEn iEP iB1是基极电流的主要部分。 (3)集电极收集发射区扩散过来的电子 iCn1 BC结反偏 电子漂移过BC结进入C区 iCn2 B区电子漂移过BC结进入C区 ICBO= iCn2+iCP iCP C区空穴漂移过BC结进入B区 ICBO---集电结反向饱和电流,受温度影响大,应尽量减小。 iC= iCn1+ICBO; iB= iB1+iEP-ICBO

  10. 结束放映 首页目录 四、放大偏置时BJT各极电流的分配关系: 1、各极电流的组成: iE=iEn+iEP iEn; iC=iCn1+ICBOiCn1 ; iB=iB1+iEP-ICBO iE= iC+iB ; 2、各极电流的关系: ①iE 与iC的关系: 对于给定的晶体管,集电极收集的电子流是发射极发射的电子流的一部分,两者的比值在一定的电流范围内是一个常数,用

  11. 结束放映 首页目录 四、放大偏置时BJT各极电流的分配关系: 1、各极电流的组成: iE=iEn+iEP iEn; iC=iCn1+ICBOiCn1 ; iB=iB1+iEP-ICBO iE= iC+iB ; 2、各极电流的关系: ②iC 与iB的关系: 定义: ——共射直流电流放大倍数 说明: (1)BJT具有电流放大作用; (2) iC受iB控制,称BJT为电流控制器件。

  12. c c + ib iC + + iB b iC + UCE b UBE UCE ie - - UBE iE - - e e 四、放大偏置时BJT各极电流的分配关系: 1、各极电流的组成: iE=iEn+iEP iEn; iC=iCn1+ICBOiCn1 ; iB=iB1+iEP-ICBO iE= iC+iB ; 2、各极电流的关系: BJT中iC和iB方向一致, iE方向与前者相异, iC和iE近似相等。 基本上为常数,放大偏置的BJT中iE、iC和iB近似成比例关系。

  13. 五、BJT的穿透电流ICEO IC IB ICEO= (1+)ICBO 结束放映 首页目录 ——基极开路,流过BJT集-射极间的电流。

  14. 六、BJT的结偏置电压与各极电流的关系 uCB iC iB c uBE RC b e Rb EC iE EB 首页目录 结束放映 1、发射结正偏电压uBE对各极电流的作用——正向控制作用。 发射极电流实际上是正偏发射结的正向电流: BJT各个电极的电流iE 、iC 、iB与发射结正偏电压uBE都是指数关系。

  15. 集电结 发射结 基区 集电区 发射区 结束放映 首页目录 2、集电结反向电压uCB对各极电流的影响——基区宽调效应。  集电结宽度  基区有效宽度  空穴复合机会 这种由集电结反偏电压变化引起基区宽度变化,从而影响各极电流的现象称为基区宽度调制效应,简称基区宽调效应或厄利(Early)效应。

  16. c c b b e e 结束放映 首页目录 七、BJT的截止和饱和工作状态 1、截止状态: 发射结和集电结都反偏 晶体管的电流只有反向饱和电流成分。 忽略反向饱和电流,则截止状态下的晶体管各极电流等于0,其等效模型为: 2、饱和状态: 发射结和集电结都正偏 正偏PN结的导通电压较小,在大信号状态下可以忽略,其等效模型为: 3、BJT的结偏置情况与工作状态的关系 (1)放大状态: 发射结正偏;集电结反偏 (2)截止状态: 发射结和集电结都反偏 判断BJT的工作状态 (3)饱和状态: 发射结和集电结都正偏 发射结反偏;集电结正偏 (4)倒置状态:

  17. 0 -3 0.7 1.1 -3 -0.3 0 1.3 -2.7 0 -3.5 1 硅管 锗管 硅管 锗管 首页目录 结束放映 练习:测得晶体管无信号输入时,各个电极对“地”电压如下:判断管子工作状态(放大、截止、饱和、倒置、损坏) (a) 发射结反偏,集电结反偏, 截止状态。 (b) 发射结正偏,集电结反偏, 放大状态。 (c) 发射结反偏,集电结正偏, 倒置状态。 (d) 发射结正偏,集电结正偏, 饱和状态。

  18. -1.4 1.3 3.7 12 -2.8 1.2 1.8 2 1.5 1.5 -0.7 -3.5 硅管 锗管 锗管 硅管 结束放映 首页目录 练习:测得晶体管无信号输入时,各个电极对“地”电压如下:判断管子工作状态(放大、截止、饱和、倒置、损坏) (e) 发射结正偏,集电结反偏, 放大状态。 (f) 发射结正偏,集电结正偏, 饱和状态。 (g) 发射结正偏,集电结反偏, 放大状态。 (h) 发射结正偏,UBE0.7V, 损坏。

  19. 结束放映 首页目录 • 八、BJT的三种基本组态: • •共射极组态,用CE表示; • •共基极组态,用CB表示; • •共集电极组态,用CC表示。

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