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三极管及MOS管的讲解.


特性曲线将向右稍微移动一些
。但UCE再增加时,曲线右移
很不明显。因为UCE=1V时,
集电结已把绝大多数电子收集过去
,收集电子数量的比例不再明显增大。
工程实践上,
图02.05 共发射极接法输入特性曲线
就用UCE=1V的输入特性曲线代替UCE >1V以后的输入特性曲 线。
2、输出特性曲线
。 共基极接法,基极作为公共电极
1) 共射接法中的电流传输方程式 通过改变IB可控制IC的变化。
IC≈ IE= (IC+IB)= IC+ IB
(1- )IC≈ IB

IC≈
1
IB= IB
控制系数(传输系数) ≈IC/IB
称为直流共射集-基电流比或直流电流放大倍 数。
1、晶体管中载流子的移动 双极型半导体三极管在工作时一定要加上适当的
直流偏置电压。若在放大工作状态:发射结加正 向电压,集电结加反向电压。现以 NPN型三极 管的放大状态为例,来说明三极管内部的电流关 系, 见图02.02。
图02.0Байду номын сангаас 双极型三极管的电流传输关系
1)发射区向基区发射电子
使集电结反偏电压较大时,运动到集电结的电子 基本上都可以被集电区收集,此后UCE再增加, 电流也没有明显的增加,特性曲线进入与UCE轴 基本平行的区域 (这与输入特性曲线随UCE增大 而右移的原因是一致的) ,此区域称为放大区。
图02.06 共发射极接法输出特性曲线
(1)截止区——IC接近零的区域,相当IB=0的 曲线的下方。此时,发射结反偏,集电结反偏。
的变化值 △IB和△IC,可以估算出晶体管的另一
重要参数,即交流共射集-基电流比或交流电流 放大倍数,表示为 β=△IC/△IB
当管子工作频率较低时,在数值上β≈ ,如此例

=IC/IB=2/0.04=50
β=△IC/△IB=(4-2)/(0.08-0.04)=50
所以在工程实践中将两者混用。
电极称为发射极,用E或e表示(Emitter);另一侧称为集电区和集电极,用C或c表示 (Collector)。E-B间的PN结称为发射结,C-B间的PN结称为集电结。
双极型三极管的符号在图的下方给出,发射极的箭头代表发射极电流的实际方向。 从外表上看两个N区(或两个P区)是对称的,实际上发射区的掺杂浓度大,集电区 掺杂浓度低,且集电结面积大。基区要制造得很薄,其厚度一般在几个微米。
(3)饱和区——IC受UCE显著控制的区域,该区域内 UCE的数值较小,一般UCE<0.7 V(硅管)。此时发射结 正偏,集电结正偏或反偏电压很小。
在饱和区内,晶体管集电极和发射极之间的电压叫饱和 电压降,用UCES表示。其数值对小功率晶体管约为 (0.2~0.3)V,而对大功率晶体管常可达1V以上。
3.3.2 共射接法晶体管的特性曲线
共发射极接法的供电电路和电压-电流关系如图 02.04所示
。 图02.04 共发射极接法的电压-电流关系


1、输入特性曲线
输入特性曲线——IB=f(UBE)
UCE
=常数
简单地看,输入特性曲线类似于发射结的伏安特性曲线,现讨论 IB和UBE之间的函数关系。因为有集电结电压的影响,它与一个
有部分电子与基区的多子空穴复合而消失,被复合的电 子形成的电流是IBN (3)集电极收集电子
进入基区的电子流因基区的空穴浓度低,被复合的机会 较少。又因基区很薄,在集电结反偏电压的作用下,电 子在基区停留的时间很短,很快就运动到了集电结的边 上,进入集电结的结电场区域,被集电极所收集,形成 集电极电流ICN。
单独的PN结的伏安特性曲线不同。为了排除UCE的影响,在讨
论输入特性曲线时,应使UCE=常数。
共发射极接法的输入特性曲线见图02.05。其中UCE=0V的那一 条相当于发射结的正向特性曲线。当UCE ≥1V时,UCB= UCE— UBE>0,集电结已进入反偏状态,开始收集电子,使基区复合减 少,IC / IB增大,
输出特性曲线—— IC=f(UCE)I B=常数
共发射极接法的输出特性曲线如图02.06所示, 它是以IB为参变量的一族特性曲线。输出特性曲
线可以分为三个区域。现以其中任何一条加以说 明,当UCE =0 V时,因集电极无收集作用, IC=0。当UCE微微增大时,发射结虽处于正向 电压之下,但集电结反偏电压(UCB =UCE— UBE)很小,收集电子的能力很弱,IC主要由 UCE决定,此区域称为饱和区。当UCE增加到
第3章、三極管及MOS管的講解
※ 双极性晶体三极管 ※ 场效应半导体三极管(场效应管FET)
3.1 双极性晶体三极管
3.3.1 晶体管的结构
晶体管的结构示意图如图02.01所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。 中间部分称为基区,相连电极称为基极,用B或b表示(Base);一侧称为发射区,相连
发射结加正偏时,从发射区将有大量的电子向基区扩散, 形成的电流为IEN。与PN结中的情况相同。从基区向发 射区也有空穴的扩散运动,但其数量小,形成的电流为 IEP。这是因为发射区的掺杂浓度远大于基区的掺杂浓度。 IE=IEN+IEP≈IEN。
(2)电子在基区的扩散和复合情况 进入基区的电子将向集电结方向扩散。在扩散过程中,
(2)放大区——IC平行于UCE轴的区域,曲线 基本平行等距。此时,发射结正偏,集电结反偏。
实际上,大约在UCE>1V和IB>0的区域是输出特 性曲线族上的放大区。此区为放大电路中晶体管 应处的工作区域。
在放大区中,根据每条曲线对应的IB和IC值,就 可估算 =IC/IB;另外,根据两条曲线所对应
结论:IEN=ICN+IBN 且有IEN>> IBN , ICN>>IBN
2、晶体管电路中的电流方式
(1) 三种组态 双极型三极管有三个电极,其中两个可以作为输入, 两个可以作为输出,
这样必然有一个电极是公共电极。三种接法也称三种组态,见图02.03。 共发射极接法,发射极作为公共电极; 共集电极接法,集电极作为公共电极;
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