三極體的基本結構檔

2022-11-13 23:18:03 字數 4708 閱讀 9796

.txt19「明」可理解成兩個月亮坐在天空,相互關懷,相互照亮,缺一不可,那源源不斷的光芒是連線彼此的紐帶和橋梁!人間的長旅充滿了多少淒冷孤苦,沒有朋友的人是生活的黑暗中的人,沒有朋友的人是真正的孤兒

三極體的基本結構檔.txt19「明」可理解成兩個月亮坐在天空,相互關懷,相互照亮,缺一不可,那源源不斷的光芒是連線彼此的紐帶和橋梁!人間的長旅充滿了多少淒冷孤苦,沒有朋友的人是生活的黑暗中的人,沒有朋友的人是真正的孤兒三極體的基本結構是兩個反向鏈結的pn接面,如圖1所示,可有pnp和npn 兩種組合。

三個接出來的端點依序稱為發射極(emitter, e)、基極(base, b)和集電極(collector, c),名稱**和它們在三極體操作時的功能有關。圖中也顯示出 npn與pnp三極體的電路符號,發射極特別被標出,箭號所指的極為n型半導體, 和二極體的符號一致。在沒接外加偏壓時,兩個pn接面都會形成耗盡區,將中性的p型區和n型區隔開。

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三極體的電特性和兩個pn接面的偏壓有關,工作區間也依偏壓方式來分類,這裡我們先討論最常用的所謂」正向活性區」(forward active),在此區eb極間的pn接面維持在正向偏壓,而bc極間的pn接面則在反向偏壓,通常用作放大器的三極體都以此方式偏壓。圖2(a)為一pnp三極體在此偏壓區的示意圖。 eb接面的空乏區由於在正向偏壓會變窄,載體看到的位障變小,射極的電洞會注入到基極,基極的電子也會注入到射極;而bc接面的耗盡區則會變寬,載體看到的位障變大, 故本身是不導通的。

圖2(b)畫的是沒外加偏壓,和偏壓在正向活性區兩種情形下,電洞和電子的電位能的分布圖。 三極體和兩個反向相接的pn二極體有什麼差別呢?其間最大的不同部分就在於三極體的兩個接面相當接近。

以上述之偏壓在正向活性區之pnp三極體為例, 射極的電洞注入基極的n型中性區,馬上被多數載體電子包圍遮蔽,然後朝集電極方向擴散,同時也被電子復合。當沒有被復合的電洞到達bc接面的耗盡區時, 會被此區內的電場加速掃入集電極,電洞在集電極中為多數載體,很快藉由漂移電流到達鏈結外部的歐姆接點,形成集電極電流ic。 ic的大小和bc間反向偏壓的大小關係不大。

基極外部僅需提供與注入電洞復合部分的電子流ibrec,與由基極注入射極的電子流inb e(這部分是三極體作用不需要的部分)。 inb e在射極與與電洞復合,即inb e=ierec。pnp三極體在正向活性區時主要的電流種類可以清楚地在圖3(a)中看出。

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射極注入基極的電洞流大小是由eb接面間的正向偏壓大小來控制,和二極體的情形類似,在啟動電壓附近,微小的偏壓變化,即可造成很大的注入電流變化。更精確的說,三極體是利用veb(或vbe)的變化來控制ic,而且提供之ib遠比ic小。npn三極體的操作原理和pnp三極體是一樣的,只是偏壓方向,電流方向均相反,電子和電洞的角色互易。

pnp三極體是利用veb控制由射極經基極,入射到集電極的電洞,而npn三極體則是利用vbe控制由射極經基極、入射到集電極的電子。三極體在數位電路中的用途其實就是開關,利用電訊號使三極體在正向活性區(或飽和區)與截止區間切換,就開關而言,對應開與關的狀態,就數位電路而言則代表0與1(或1與0)兩個二進位數字。若三極體一直維持偏壓在正向活性區,在射極與基極間微小的電訊號(可以是電壓或電流)變化,會造成射極與集電極間電流相對上很大的變化,故可用作訊號放大器。

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編輯本段工作原理三極體的基本結構檔三極體的基本結構檔.txt19「明」可理解成兩個月亮坐在天空,相互關懷,相互照亮,缺一不可,那源源不斷的光芒是連線彼此的紐帶和橋梁!人間的長旅充滿了多少淒冷孤苦,沒有朋友的人是生活的黑暗中的人,沒有朋友的人是真正的孤兒。

晶體三極體(以下簡稱三極體)按材料分有兩種:鍺管和矽管。而每一種又有npn和pnp兩種結構形式,但使用最多的是矽npn和鍺pnp兩種三極體,(其中,n表示在高純度矽中加入磷,是指取代一些矽原子,在電壓刺激下產生自由電子導電,而p是加入硼取代矽,產生大量空穴利於導電)。

兩者除了電源極性不同外,其工作原理都是相同的,下面僅介紹npn矽管的電流放大原理。 對於npn管,它是由2塊n型半導體中間夾著一塊p型半導體所組成,發射區與基區之間形成的pn結稱為發射結,而集電區與基區形成的pn結稱為集電結,三條引線分別稱為發射極e、基極b和集電極c。 當b點電位高於e點電位零點幾伏時,發射結處於正偏狀態,而c點電位高於b點電位幾伏時,集電結處於反偏狀態,集電極電源ec要高於基極電源ebo。

在製造三極體時,有意識地使發射區的多數載流子濃度大於基區的,同時基區做得很薄,而且,要嚴格控制雜質含量,這樣,一旦接通電源後,由於發射結正偏,發射區的多數載流子(電子)及基區的多數載流子(空穴)很容易地越過發射結互相向對方擴散,但因前者的濃度基大於後者,所以通過發射結的電流基本上是電子流,這股電子流稱為發射極電流了。 由於基區很薄,加上集電結的反偏,注入基區的電子大部分越過集電結進入集電區而形成集電集電流ic,只剩下很少(1-10%)的電子在基區的空穴進行復合,被復合掉的基區空穴由基極電源eb重新補給,從而形成了基極電流ibo.根據電流連續性原理得:

ie=ib+ic 這就是說,在基極補充乙個很小的ib,就可以在集電極上得到乙個較大的ic,這就是所謂電流放大作用,ic與ib是維持一定的比例關係,即: β1=ic/ib 式中:β1--稱為直流放大倍數, 集電極電流的變化量△ic與基極電流的變化量△ib之比為:

β= △ic/△ib 式中β--稱為交流電流放大倍數,由於低頻時β1和β的數值相差不大,所以有時為了方便起見,對兩者不作嚴格區分,β值約為幾十至一百多。 三極體是一種電流放大器件,但在實際使用中常常利用三極體的電流放大作用,通過電阻轉變為電壓放大作用。 三極體放大時管子內部的工作原理 1、發射區向基區發射電子電源ub經過電阻rb加在發射結上,發射結正偏,發射區的多數載流子(自由電子)不斷地越過發射結進入基區,形成發射極電流ie。

同時基區多數載流子也向發射區擴散,但由於多數載流子濃度遠低於發射區載流子濃度,可以不考慮這個電流,因此可以認為發射結主要是電子流。 2、基區中電子的擴散與復合電子進入基區後,先在靠近發射結的附近密集,漸漸形成電子濃度差,在濃度差的作用下,促使電子流在基區中向集電結擴散,被集電結電場拉入集電區形成集電極電流ic。也有很小一部分電子(因為基區很薄)與基區的空穴復合,擴散的電子流與復合電子流之比例決定了三極體的放大能力。

3、集電區收集電子由於集電結外加反向電壓很大,這個反向電壓產生的電場力將阻止集電區電子向基區擴散,同時將擴散到集電結附近的電子拉入集電區從而形成集電極主電流icn。另外集電區的少數載流子(空穴)也會產生漂移運動,流向基區形成反向飽和電流,用icbo來表示,其數值很小,但對溫度卻異常敏感。主要引數三極體的基本結構檔三極體的基本結構檔.

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特徵頻率ft三極體的基本結構檔三極體的基本結構檔.txt19「明」可理解成兩個月亮坐在天空,相互關懷,相互照亮,缺一不可,那源源不斷的光芒是連線彼此的紐帶和橋梁!人間的長旅充滿了多少淒冷孤苦,沒有朋友的人是生活的黑暗中的人,沒有朋友的人是真正的孤兒。

當f= ft時,三極體完全失去電流放大功能。如果工作頻率大於ft,電路將不正常工作。三極體的基本結構檔三極體的基本結構檔.

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工作電壓/電流三極體的基本結構檔三極體的基本結構檔.txt19「明」可理解成兩個月亮坐在天空,相互關懷,相互照亮,缺一不可,那源源不斷的光芒是連線彼此的紐帶和橋梁!人間的長旅充滿了多少淒冷孤苦,沒有朋友的人是生活的黑暗中的人,沒有朋友的人是真正的孤兒。

用這個引數可以指定該管的電壓電流使用範圍。三極體的基本結構檔三極體的基本結構檔.txt19「明」可理解成兩個月亮坐在天空,相互關懷,相互照亮,缺一不可,那源源不斷的光芒是連線彼此的紐帶和橋梁!

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電流放大倍數。三極體的基本結構檔三極體的基本結構檔.txt19「明」可理解成兩個月亮坐在天空,相互關懷,相互照亮,缺一不可,那源源不斷的光芒是連線彼此的紐帶和橋梁!

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集電極發射極反向擊穿電壓,表示臨界飽和時的飽和電壓。三極體的基本結構檔三極體的基本結構檔.txt19「明」可理解成兩個月亮坐在天空,相互關懷,相互照亮,缺一不可,那源源不斷的光芒是連線彼此的紐帶和橋梁!

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