经过整理后得
IC
IB
1 I CBO
1 1
令
(2-8)
1
β称为共发射极直流电流放大系数。当IC>>ICBO时, β又可写成
IC
IB
电子发烧友
(2-9)
第二章 半导体三极管
则
ICIB(1)ICB OIBICEO
其中ICEO称为穿透电流,
ICEO(1)ICBO
一般三极管的β约为几十～几百。β太小, 管子的放大能 力就差, 而β过大则管子不够稳定。
电子发烧友
第二章 半导体三极管
1. 输入特性
当ＵＣＥ不变时, 输 入回路中的电流ＩＢ与 电压ＵＢＥ之间的关系曲
线称为输入特性, 即
IB / mA
U CE＝0 V U CE＝2 V
IB f (U ) BE UCE常数 0 0.2 0.4 0.6
U BE / V
图 2 - 7 三极管的输入特性
电子发烧友
第二章 半导体三极管
2. 输出特性
IC / mA
当ＩＢ不变时, 输出
4
回路中的电流ＩＣ与电压 饱
和
3
ＵＣＥ之间的关系曲线称 区
2
为输出特性, 即
1
IC f (UCE) IB常数 0
IB＝80 A 放
60 A
大 40 A
区 20 A
0 A
5
10
15
截止 区
U CE / V
图 2 - 8 三极管的输出特性
电子发烧友
第二章 半导体三极管
2.1.1 晶体三极管的工作原理
一、结构及符号
图 2 – 2 晶体三极管的结构示意图和符号
电子发烧友
第二章 半导体三极管
无论是NPN型或是PNP型的三极管,它们均包含三个 区: 发射区、基区和集电区, 并相应地引出三个电极： 发射极（e)、基极(b)和集电极(c)。同时,在三个区的两两 交界处, 形成两个PN结, 分别称为发射结和集电结。常 用的半导体材料有硅和锗, 因此共有四种三极管类型。 它 们 对 应 的 型 号 分 别为： 3A( 锗PNP) 、 3B( 锗NPN) 、 3C(硅PNP)、3D(硅NPN)四种系列。
集电极电流ＩＣ由两部分组成：ＩＣｎ和ＩＣＢＯ,
前者是由发射区发射的电子被集电极收集后形成的, 后者是由集电区和基区的少数载流子漂移运动形成的, 称为反向饱和电流。 于是有
ＩＣ＝ＩＣｎ＋ＩＣＢＯ
(2 - 1)
电子发烧友
第二章 半导体三极管
发射极电流ＩＥ也由两部分组成：ＩＥｎ和ＩＥｐ。 ＩＥｎ为发射区发射的电子所形成的电流, ＩＥｐ是由基
电子发烧友
第二章 半导体三极管
二、 三极管的三种连接方式
IE e
IC c
IB b
c
b
IC
IB
e
IE
e
b
IB IC
IE c
(a) 共基极
(b) 共发射极
(c) 共集电极
图 2 - 3 三极管的三种连接方式
电子发烧友
第二章 半导体三极管
三、 三极管的放大作用
c
IC
1. 载流子的传输过程 (1) 发射。
N Rc
(2) (2) 扩散和复合。 (3) (3) 收集。
b IB Rb
P
N
U CC
U BB
e
IE
图 2 – 4 三极管中载流子的传输过程
电子发烧友
第二章 半导体三极管
2. 电流分配
c
IC
ICn
IC BO
N Rc
b
IB
Rb
IBn
P
N
U CC
U BB
e
IE
图 2 - 5 三极管电流分配
电子发烧友
第二章 半导体三极管
2 . 33 1 . 14 0 . 983 2 . 37 1 . 16
1 . 74
0 . 983
1 . 77 电子发烧友
第二章 半导体三极管
2.1.2 三极管的特性曲线
Rc IC ＋
mA
－
Rb
IB
A
＋
＋
U CC
U BB
uBE
V －
V UCE －
图 2 – 6 三极管共发射极特性曲线测试电路
第二章 半导体三极管
第二章 半 导 体 三极管
2.1 双极型半导体三极管 2.2 单极型半导体三极管 2.3 半导体三极管电路的基本分析方法 2.4 半导体三极管的测试与应用
电子发烧友
第二章 半导体三极管
2.1 双极型半导体三极管
3AX81
3AX1
3DG4
3AD10
(a)
(b)
(c)
(d)
图 2 - 1 几种半导体三极管的外形
电子发烧友
第二章 半导体三极管
表2 - 1 三极管电流关系的一组典型数据
IB/mA -0.001 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 IC/mA 0.001 0.01 0.56 1.14 1.74 2.33 2.91 IE/mA 0 0.01 0.57 1.16 1.77 2.37 2.96IBICE,ICIE电子发烧友
第二章 半导体三极管
IC
IB
UCE常数
相应地, 将集电极电流与发射极电流的变化量之比, 定义为共 基极交流电流放大系数, 即
IC
IE
UCB常数
故
IC IC IC / IE IB IE IC 1 IC / IE 1
电子发烧友
第二章 半导体三极管
IBIBnICBO (2-3)
电子发烧友
第二章 半导体三极管
发射区注入的电子绝大多数能够到达集电极, 形成
集电极电流, 即要求ＩＣｎ>>ＩＢｎ。
通常用共基极直流电流放大系数衡量上述关系, 用α
来表示, 其定义为
ICn
ICn
(2-4)
IEn IE
一般三极管的α值为0.97～0.99。将(2-4)式代入(2-1)式, 可
区向发射区扩散的空穴所形成的电流。因为发射区是重
掺杂, 所以ＩＥｐ忽略不计, 即ＩＥ≈ＩＥｎ。ＩＥｎ又分成 两部分, 主要部分是ＩＣｎ, 极少部分是ＩＢｎ。ＩＢｎ是电
子在基区与空穴复合时所形成的电流, 基区空穴是由电
源ＵＢＢ提供的,故它是基极电流的一部分。
IEIEn IC nIBn (2-2)
基极电流ＩＢ是ＩＢｎ与ＩＣＢＯ之差：
ICICn ICB O IEICBO (2-5)
电子发烧友
第二章 半导体三极管
通常ＩＣ>>ＩCBO, 可将ＩＣＢＯ忽略, 由上式可得出
IC
(2-6)
IE
三极管的三个极的电流满足节点电流定律, 即
IE ICIB (2-7)
将此式代入(2 - 5)式得
IC(ICIB)ICBO
电子发烧友
第二章 半导体三极管
显然β与β, α与α其意义是不同的, 但是在多数情况
下β≈β, α≈α。 例如, 从表2 - 1 知, 在ＩＢ＝００３mA附近, 设ＩＢ由００２mA变为００４mA, 可求得
I C 2 . 33 1 . 14 59 . 5 I B 0 . 04 0 . 02
I C 1 . 74 58 I B 0 . 03