1.双极性晶体管的结构及类型 双极性晶体管的结构如图1.3.1所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。 发射极 集电极 基极 Emitter

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1 1.双极性晶体管的结构及类型 双极性晶体管的结构如图1.3.1所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。 发射极 集电极 基极 Emitter
图 三极管结构示意图 发射极 Emitter 集电极 Collector 基极 Base

2 结构特点：（1）基区很薄，且掺杂浓度很低；
（2）发射区的掺杂浓度远大于基区和集电区的掺杂浓度； （3）集电结的结面积很大。 上述结构特点构成了晶体管具有放大作用的内部条件。 图 三极管外形图 双极性晶体管的常见外形图如图1.3.2所示。

3 2. 晶体管的电流放大作用 （1）晶体管具有放大作用的外部条件 （2）晶体管内部载流子的运动（如图1.3.3所示）
发射结正偏，集电结反偏。对于NPN管， VC> VB> VE；对于PNP管， VE> VB> VC。 （2）晶体管内部载流子的运动（如图1.3.3所示） 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 以上看出，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)。

4 （3）晶体管的电流分配关系 Home 根据传输过程可知 IE=IB+ IC IC= InC+ ICBO IB= IB’ - ICBO
图1.3.4晶体管的电流分配关系 （3）晶体管的电流分配关系 根据传输过程可知 IE=IB+ IC IC= InC+ ICBO IB= IB’ - ICBO 通常 IC >> ICBO 为共基直流电流放大系数，它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般 = 0.90.99 Home

5 根据 IE=IB+ IC IC= InC+ ICBO 且令 ICEO= (1+  ) ICBO （穿透电流） 是共射直流电流放大系数，同样，它也只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般 当输入为变化量（动态量）时，相应的电流放大倍数为交流电流放大倍数：

6 3. 晶体管的共射特性曲线 （1）输入特性曲线 iB=f(vBE) vCE=const 图1.3.5 vCE vBE 图1.3.6
+ - b c e 共射极放大电路 VBB VCC vBE iC iB vCE Rb Rc 图1.3.5 vCE = 0V vCE  1V 图1.3.6 (a) 当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。 (b) 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vBE下IB减小，特性曲线右移。

7 （2）输出特性曲线（图1.3.7） iC=f(vCE) iB=const 图1.3.7 输出特性曲线的三个区域:
饱和区：iC明显受vCE控制，该区域内，vCE=VCES＜0.7V (硅管)。此时，发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很小。 放大区：iC平行于vCE轴的区域，曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏。 截止区：iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时， vBE小于死区电压，集电结反偏。

8 4. 晶体管的主要参数 （1）直流参数 (a)共射直流电流放大系数 =（IC－ICEO）/IB≈IC / IB  vCE=const
图1.3.8

9 (b) 共基直流电流放大系数 (c) 极间反向电流 =（IC－ICBO）/IE≈IC/IE (i) 集电极基极间反向饱和电流ICBO
图1.3.9 (i) 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。

10 (ii) 集电极发射极间的穿透电流ICEO ICEO=（1+ ）ICBO
基极开路时，集电极与发射极间的穿透电流。 图1.3.10 ICEO 图1.3.11

11 当ICBO和ICEO很小时， ≈、 ≈，可以不加区分。
（2）交流参数 (a)共射交流电流放大系数 图1.3.12 (b)共基交流电流放大系数 当ICBO和ICEO很小时， ≈、 ≈，可以不加区分。

12  V(BR)CBO—发射极开路时的集电结反向击穿电压。
图1.3.13 （3）极限参数 (a) 集电极最大允许电流ICM (b) 最大集电极耗散功率PCM PCM= iCvCE= const (c) 反向击穿电压  V(BR)CBO—发射极开路时的集电结反向击穿电压。  V(BR) EBO—集电极开路时发射结的反向击穿电压。  V(BR)CEO—基极开路时C极和E极间的击穿电压。 其关系为： V(BR)CBO＞V(BR)CEO＞V(BR) EBO

13 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。
图 输出特性曲线上的过损耗区和击穿区

14 5. 温度对晶体管特性及参数的影响 （1）温度对ICBO 的影响 （2）温度对输入特性 的影响
(a) ICBO是集电结外加反向电压平衡少子的漂移运动形成的； (b) 温度升高10oC，ICBO增加约一倍; (c) 硅管的ICBO 比锗管小得多，所以受温度的影响也小得多。 T= 60oC T= 20oC 图1.3.15 （2）温度对输入特性 的影响 温度升高1oC，VBE 减小约2~2.5mV，具有负的温度系数。若VBE 不变，则当温度升高时，iB将增大，正向特性将左移；反之亦然。

15 温度升高，IC增大， 增大。温度每升高1oC ，  要增加 0.5% 1.0%
（3）温度对输出特性的影响 图1.3.16 温度升高，IC增大， 增大。温度每升高1oC ，  要增加 0.5% 1.0%

16 6. 光电三极管 Back 光电三极管依照光照的强度来控制集电极电流的大小，其功能等效于一只光电二极管与一只晶体管相连。如图所示。
图1.3.18 图1.3.17 Back

17 思考题 例 题 1. 既然BJT具有两个PN结，可否用两个二极管相联以构成一只BJT，试说明其理由。
2. 能否将BJT的e、c两个电极交换使用，为什么？ 3. 为什么说BJT是电流控制型器件？ 例 题 例 图 所示各晶体管处于放大工作状态，已知各电极直流电位。试确定晶体管的类型（NPN /PNP、硅/锗），并说明x、y、z 代表的电极。 图1.3.19

18 提示： （1）晶体管工作于放大状态的条件：NPN管：VC> VB>VE，PNP管：VE>VB>VC；（2）导通电压：硅管|VBE|= 0.6~0.7V，硅管|VBE|= 0.2~0.3V，

19 例1.3.2 已知NPN型硅管T1~ T4 各电极的直流电位如表1.3.1所示，试确定各晶体管的工作状态。
VB/V 0.7 1 -1 VE/V 0.3 -1.7 VC/V 5 15 工作状态 放大 饱和 放大 截止 提示： NPN管（1）放大状态：VBE> Von, VCE> VBE; （2）饱和状态： VBE> Von, VCE< VBE; （3）截止状态： VBE< Von

20 例1-7 图1.3.20 所示电路中，晶体管为硅管， VCES=0.3V 。求：当VI=0V、VI=1V 和VI=2V时VO=?
解：(1) VI=0V时， VBE< Von，晶体管截止，IC=IB=0， VO= VCC=12V。

21 (2) VI=1V时： (3) VI=2V时：

22 作业： P67—69： 1.12—1.19 小 结 本讲主要介绍了以下基本内容： 双极性晶体管的结构和类型：NPN、PNP
小 结 本讲主要介绍了以下基本内容： 双极性晶体管的结构和类型：NPN、PNP 晶体管的电流放大作用和电流分配关系 晶体管具有放大作用的内部条件 晶体管具有放大作用的外部条件 IE=IB+IC=(1+)IB， IC=IB， 晶体管的特性及参数 VBE、Von 晶体管的三个工作状态 温度对晶体管参数的影响 简要介绍了光电三极管。 作业： P67—69： 1.12—1.19