模拟电子技术经典教程_三极管

形成发射极电流IE
称扩散到基区的发射 区多子为非平衡少子
IE
N
P
N
e
c
U BE


b

U CB

RE
VEE
VCC
RC
发射区向基区扩散电子 b. 基区向发射区扩散空穴
基区向发射区扩散空穴
形成空穴电流
IE
N
P
N
e
c
U BE


b

U CB

RE
VEE
VCC
RC
发射区向基区扩散电子
基区向发射区扩散空穴
三极管的特性曲线
概 念 特性曲线是 指各电极之 间的电压与 电流之间的 关系曲线
输入特性曲线
输出特性曲线
BJT的特性曲线
1. 输入特性曲线 输入电流与输入电压间的关系曲线 iB=f(vBE) vCE=const （以共射极放大电路为例）
(1) 当vCE=0V时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。
3低频大功率三极管
低频大功率三极管指特征频率 小于3MHz，功率大于1W的三极 管。低频大功率三极管品种比 较多，主要应用于电子音响设 备的低频功率放大电路种；用 于各种大电流输出稳压电源中 作为调整管。
4高频大功率三极管
高频大功率三极管指特征频率大于3MHz， 功率大于1W的三极管。主要用于通信等设 备中作为功率驱动、放大。
仍工作于放大状态。 定义
IE
N
P
N
IC
c ICBO
e
IC IB
I CBO 0

U BE
RB
b
VBB
VCC
IB
U CE
RC

U CB



为共射极直流电流 放大系数
各电极电流之间的关系
P
IE
N
N
IC
c
I C I B I CEO
e
ICBO
U BE
RB
IE IC IB (1 ) I B I CEO
Δ V O = Δ iC R L
Δ iC(较大) 如(0.98mA)
电压放大倍数
(较大)
两个要点
三极管的放大作用,主要是 输入电压的变化 , 是通过其 , 依靠它的IE能通过基区传输 然后顺利到达集电极而实现 改变输入电流 , 再通过输入 的。故要保证此传输,一方 电流的传输去控制输出电压 面要满足内部条件,即发射 区掺杂浓度要远大于基区掺 的变化 , 所以是一种电流控 杂浓度,基区要薄;另一方面 制器件。 要满足外部条件,即发射结 正偏,集电结要反偏。
b +
c+
iC VCC
vCE
共射极放大电路
直流电流放大系数
P
C(c) T E(e)
结构示意图
B (b)
符号
3. 晶体管的内部结构特点（具有放大作用的内部条件） B E 发射区 基区 集电区 C
平面型晶 体管的结 构示意图
(1) 发射区小，掺杂浓度高。
B
E 发射区
基区 集电区
C (2) 集电区面积大。 (3) 基区掺杂浓度很低，且很薄。
2.1.2 晶体管的工作原理（以NPN型管为例） 依据两个PN结的偏置情况 放大状态 饱和状态 晶体管的工作状态 截止状态
2 高频小功率三极管
高频小功率三极管一般指特征频率大于 3MHz，功率小于1W的三极管。主要用于高 频振荡、放大电路中。
高频小功率管多用于高频放大电路，混频 电路，高频震荡电路等。如电视机、收录 机的高频电路等。 常用的国产高频小功率三极管有:3agl-3am、 3agll-3agl4、3ag53、3ag54、3ag55、 3ag56、3ac80、3dg6、3dg6、3dgl2、 3dg79、3dg84、3dg380、3dg945、3d8l5、 3dg9013-14、3dgl815、3dgl959、 3dg9043、3cg21、3cgl60、3cgl70等。
特殊的三极管——开关三极管
开关三极管是利用控制饱和区和截止区相 互转换二工作的。开关三极管的开关过程 需要一定的响应时间。开关响应时间的长 短表示了三极管开关特性的好坏。
三极管的选用 （二）
国产三极管中常用的型号
三极管的参数
1. 常用国产高频小功率晶体管的主要参数 部分进口高频小功率晶体管的主要参数 2. 部分国产高频中、大功率晶体管的主要参数
例 题
VC 1.3V ,VB 0.6V
一个BJT在电路中处于 正常放大状态，测得A、 B和C三个管脚对地的直 流电位分别为6V，0.6V， 1.3V。试判别三个管脚 的极名、是硅管还是锗 管？NPN型还是PNP型？
VC VB 1.3 0.6 0.7V
A －集电极
管子为NPN管
部分进口中、低频小功率晶体管的主要参数
5. 常用国产低频大功率晶体管的主要参数 部分进口中、低频大功率晶体管的主要参数
6. 常用国产小功率开关晶体管的主要参数
7. 部分高反压大功率开关晶体管的主要参数及封装形式 8. 常用大功率互补对管的主要参数 常用中、小功率互补对管及其主要参数
发射极E(e)
发射结JE
VEE
I C I E I CBO
I B (1 ) I E I CBO
晶体管共射极接法 原理图
IE
电路图
P
N
N
IC
c ICBO
e
IB
IC

RC VCC

U BE
RB
b
VBB
VCC
IB
U CE
RC

U CB



T U CE RB U BE IE VBB
当UCE>UCB时，集电结正偏，发射结反偏，晶体管
倒置状态
1．发射结正向偏置、集电结反向偏置——放大状态 原理图
IE
e
电路图
N
c
N
P
IC
IE
T
IC
U BE
IB RE V EE

U CB
–
U BE
+
VEE
b
–
IB
VCC
U CB
+
RC
RE
VCC
RC
(1) 电流关系
IE
N
P
N
e
c
U BE


b

U CB

RE
VEE
VCC
RC
发射区向基区扩散电子 a. 发射区向基区扩散电子
共发射极连接 共基极连接 共集电极连接
IE
N
P
N
IC
c
e
ICBO

U BE

b

U CB
IB
VCC
RC
定义
IC IE
I CBO 0
RE
VEE
称为共基极直流电流放大系数
IE
N
P
N
IC
c
e
ICBO

U BE

b

U CB
IB
VCC
RC
各电极电流之间的关系
IE=IC+IB
RE
D：NPN硅材料
三极管命名规则
命名规则：符号的第一部分“3”表示三极管。符 号的第二部分表示器件的材料和结构：A——PNP 型锗材料；B——NPN型锗材料；C——PNP型硅材 料；D——NPN型硅材料。符号的第三部分表示功 能：U——光电管；K——开关管；X——低频小功 率管；G——高频小功率管；D——低频大功率管； A——高频大功率管。另外，3DJ型为场效应管， BT打头的表示半导体特殊元件。
集电结JC
集电极C(c)
发射区
基区
集电区
N
NPN型晶体管 结构示意图
P
N
基极B(b)
发射极E(e)
发射结JE
集电结JC
集电极C(c)
发射区
基区
集电区
N
P
基极B(b)
N
C(c) T B (b) E(e)
NPN型晶体管符号
2. PNP型晶体管结构示意图和符号
发射区
E(e)
基区
集电区
C(c)
P
JE
N
JC B(b)
VA 6V VB ,VC
C－基极，B－发射极
另一例题参见P30 2.2.2-1
§2.2.3 三极管的主要参数
电流放大系数 三极管的参数是 用来表征管子性 能优劣适应范围 的，是选管的依 据，共有以下三 大类参数。
极间反向电流
极限参数
电流放大系数
共 射 电 流 放 大 系 数
iB
vBE - e VBB
因为发射区的掺杂浓度远大于基区浓度，空穴电流 可忽略不记。
IE
N
P
N
e
c
U BE
非平衡少子在 基区复合，形 成基极电流IB


b

U CB

IB
VCC
RC
RE
VEE
c. 基区电子的扩散和复合
非平衡少子向 集电结扩散
IE
N
P
N
IC
c
e

U BE

b

U CB

IB
VCC
RC
RE
VEE
d. 集电区收集从发射区扩散过来的电子 形成发射极电流IC
部分进口高频中、大功率晶体管的主要参数
3. 部分国产低频小功率晶体管的主要参数
网上查询
http://www.szhaolin.com http://www.stdxh.com http://www.kgdz.com http://www.changli.org http：//www.114ic.com
当 vCE>1V以后，由于集电结的反偏电压可以在单位时 (2) 当集电结进入反偏状态时， vCB= vCE - vBE随着 vCE的增大而增 间内将所有到达集电结边上的载流子拉到集电极，故 iC 大，集电结的反偏加强。由于基区的宽度调制效应，基区变窄，基区 不随vCE变化，所以同样的vBE下的 iB不变，特性曲线几 复合减少，同样的 vBE下 IB减小，特性曲线右移。 乎重叠。
3DK NPN硅开关三极管

三极管的不同封装形式
金属封装
塑料封装
大功率管
中功率管
三极管分类
电子制作中常用的三极管有90××系列，包括 低频小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP) 低噪声管9014(NPN) 高频小功率管9018(NPN)。 它们的型号一般都标在塑壳上，样子都一样，在老式的电子产品 中还能见到3DG6(低频小功率硅管)、3AX31(低频小功率 锗管) 等，它们的型号也都印在金属的外壳上。
vCE = 0V vCE CE 0V 1V c+ iC VCC
iB
vBE - e VBB
b +
vCE
共射极放大电路
BJT的特性曲线
2. 输出特性曲线 输出电流与输出电压间的关系曲线 vCE vBE CB iv = f(v ) i =const
C CE
B
iB
vCE <vBE 的区域， 饱和区： 输出特性曲线的三个区域: 发射结正偏，集电结正 偏。 iC明显受vCE控制 截止区： B=0的输出曲线 的区域，但不随 iB的增 放大区：i此时，发射结正 以下的区域。此时， 发射 加而增大。在饱和区， 偏，集电结反偏。iC不随 结和集电结均反偏。 iC只有 可近似认为 vCE保持不 vCE变化，但随 iB的增大而 很小的反向电流。 变。对于小功率硅管， 线性增大，且 iC iB 一般vCES＝0.2V。
非平衡少子 到达集电区
集电区少子空 穴向基区漂移 基区少子电子 向集电区漂移 少子漂移形成反 向饱和电流ICBO
IE
N
P
N
IC
c
e
ICBO

U BE

b

U CB
IB
VCC
RC
RE
VEE
e. 集电区、基区少子相互漂移
晶体管的电流分配关系动画演示
§2.2.2 三极管的特性
三极管在电路中的连接方式
§2.2.1 三极管的结构和工作原理
分类
按频率分有高频管、低频管
按功率分有小、中、大功率管
按材料分有硅管、锗管 按结构分有NPN型和PNP型
国产三极管的命名方式
3 D G 6
A：PNP锗材料 三 表 高 设 极 示 频 计 管 器 管 序 号 件 材 料 和 极 性
B：NPN锗材料
C：PNP硅材料
vBE - e VBB
b +
i BE VCE =V c+ C
vCE
VCC
共射极放大电路
如何判断三极管的电极、管型和材料
当三极管在电路中处于放大状态时
发射结处于正向偏置，且对于硅管 |VBE|=0.7V，锗管|VBE|=0.2V；
集电结处于反向偏置，且|VCB|＞1V；
NPN管集电极电位比发射极电位高， PNP管集电极电位比发射极电位低。
为共射极交流电流放大系数

1
与的关系


一般可以认为

1
，
三极管的放大作用
+
iE=IE+ΔiE
iC=iE=IC+ΔiC c b RL iB=IB+△iB + ΔVO _
eБайду номын сангаас
ΔVI -
正向时PN结电 流与电压成指 数关系
较小Δ VI
如(20mV)
V O 较大的Δ iE AV 三极管基区的 VI 如(1mA) 电流传递作用
三极管种类
1、低频小功率三极管 低频小功率三极管一般指特征频率在3MHz 以下，功率小于1W的三极管。一般作为小 信号放大用。
低频小功率管多用于低频放大电路、低频 功率放大电路。如收音机的功放电路。 常用的国产管中，低频小功率三极管 有:3ax31、3ax34、3ax51、3ax52-54、 3ax61-63、3cx200、2cx203、3dx204、 3ax81、3ax83、3bx31等。
I CEO (1 ) I CBO
ICEO称为穿透电流

b
VBB
VCC
IB
U CE
RC

U CB



由
的关系

或 一般情况

1

1

0.95 ~ 0.995
20 ~ 200
定义
I C I E I C I B
为共基极交流电流放大系数