一、三極體的結構型別與工作原理
半導體三極體又稱為電晶體、三極體、雙極型電晶體、bjt 。它由2個背靠背的pn結組成,分為 npn型、pnp型。由製造的材料又分為矽三極體、鍺三極體。
npn型三極體:c:collector 集電極;b:base 基極;e:emitter 發射極
採用平面管製造工藝,在n+型底層上形成兩個pn結。
工藝特點:三個區,二個結,引出三根電極雜質濃度(e區摻雜濃度最高,b區較高,c 區最低);面積大小( c區最大, e區大, b區窄)。
pnp型三極體:在p+型底層上形成兩個pn結。
npn管的工作原理:為使npn管正常放大時的條件:射結正偏(vbe>0),集電結反偏(vcb>0)。
發射區向基區大量發射電子(多子), 進入基區的電子成為基區的少子,其中小部分與基區的多子( 空穴)復合,形成ib電流,絕大部分繼續向集電結擴散並達到集電結邊緣。 因集電結反偏,這些少子將非常容易漂移到集電區,形成集電集電流的一部分i**。 而基區和集電區本身的少子也要漂移到對方,形成反向飽和電流icbo。
,,電晶體的四種工作狀態:
1、發射結正偏,集電結反偏:放大工作狀態用在模擬電子電路
2、發射結反偏,集電結反偏:截止工作狀態
3、發射結正偏,集電結正偏:飽和工作狀態用在開關電路中
4、發射結反偏,集電結正偏:倒置工作狀態較少應用
三種基本組態:集電極不能作為輸入端,基極不能作為輸出端。
1、共基組態(cb)
輸入:發射極端:基極公共(此處接地) 。 輸出:集電極。
vbe>0,發射結正偏,vcb>0(∵vcc>vbb),集電結反偏。所以三極體工作在放大狀態。
發射極組態(ce):
共集電極組態(cc):
共基組態時電流關係(放大狀態):,,
稱為共基極直流電流放大係數,0.98~0.998。
icbo稱為集電結反向飽和電流,其值很小,常可忽略。
其中穿透電流,。
當時,稱為共射極直流電流放大係數, 穿透電流iceo ,其值較小,也常可忽略。 所以有和之間的關係:
共集組態時電流關係(放大狀態):
無論哪種組態,輸入電流對輸出電流都具有控制作用,因此三極體是一種電流控制器件(cccs)。並且共射和共集組態還具有電流放大作用。
二、三極體的伏安特性曲線
1、共射極輸入特性
基極電流ib與發射結電壓vbe之間的關係:
電路及三極體典型特性曲線:
與二極體的正向特性相似,但當c-e間的電壓增加時,特性曲線右移,當vce>1後,輸入伏安特性曲線基本不變。
2、共射極輸出特性
集電極電流ic與集-射間電壓vce之間的關係:
飽和區:發射結正偏,集電結正偏。
當集電結零偏(vcb=0)時稱為臨界飽和。vces稱飽和壓降,ics稱集電極飽和電流,ibs稱基極臨界飽和電流。當ib>ibs時,三極體進入深飽和, 晶體三極體進入飽和後,管子就不具備有放大能力了。
飽和區模型:
臨界飽和:vces=0.7v,深度飽和:vces≈0.3v
放大區:發射結正偏,集電結反偏。
特徵是ic僅受ib控制,與vce的大小基本無關。
pnp型三極體:
三、三極體的主要引數
1、電流放大倍數
共射極直流電流放大倍數:
共射極交流電流放大倍數:, ,β典型值為50~200。
共基極直流電流放大倍數:
共射極交流電流放大倍數:,, α典型值為0.98~0.998。
2、極間反向電流
集電結反向飽和電流icbo是指發射極開路,集電極與基極之間加反向電壓時的反向飽和電流(na級)。與單個pn結的反向電流一樣,主要取決於溫度和少子濃度。
穿透電流iceo是指基極開路,集電極與發射極之間加反向電壓時,從集電極穿過基區流入發射極的反向飽和電流。(f27)iceo是衡量三極體效能穩定與否的重要引數之一,其值愈小愈好。icbo和iceo與溫度密切相關。
3、極限引數
集電極最大允許電流icm,當ic超過icm時,電流放大倍數β將顯著下降。
集電極最大允許功耗pcm, pcm表示集電結上允許的耗散功率的最大值。主要由管子所允許的溫公升及散熱條件決定。當超過pcm時,管子可能燒毀。
反向擊穿電壓超過反向擊穿電壓時,管子將發生擊穿。反向擊穿電壓的大小不僅與管子本身的特性有關,還與外電路的接法有關。
4、安全工作區與溫度穩定性
安全工作區:
由三極體的三個極限引數:pcm、icm和v(br)ceo,在輸出特性曲線上可畫出安全工作區 。
溫度穩定性:
輸入特性:溫度上公升時,發射結電壓下降(負溫度特性),溫度係數約為-2.5mv/℃。
輸出特性:溫度上公升時,輸出特性曲線上移,間距增大。
晶體三極體的結構特性與檢測
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晶體三極體的三極判斷》說課稿 結構很不錯
一 說教材 一 教材分析 晶體三極體的三極判斷 是電子工業出版社出版的由張大彪主編的 電子技術技能訓練 第一章第六節二極體與三極體的判別和選用中的內容。本節是電子元器件這章的重點內容之一。本節內容是乙個優秀的電子裝配和維修人員必須熟練掌握的一項基本操作技能,對它的理講解清晰與否,直接影響學生對後續專...
晶體三極體靜態工作點的設定
晶體三極體靜態衛惻點的設定而i謂靜態工作點是指放大電路在沒有訊號輸人 即u 一。的情況下,三極體處於直流工作狀態。其各極電壓和電流都處於乙個恆定值,即處於相對 靜止 的狀態,故稱為 靜態 而各極對應的一組電流 電壓值 用ib,ic,ube和uce表示 代表在輸人和輸出特性曲線上的乙個點,所以稱為 靜...