《半导体三极管R》PPT课件
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半导体三极管课件PPT
2、温度每升高 1C，UBE将减小 –(2~2.5)mV， 即晶体管具有负温度系数。
3、温度每升高 1C， 增加 0.5%~1.0%。
1.6 光电器件
1. 6. 1 发光二极管
符号
当在发光二极管（LED）上加正向电 压，并有足够大的正向电流时，就能发 出可见的光。这是由于电子与空穴复合 而释放能量的结果。
例：在UCE= 6 V时， 在 Q1 点IB=40A, IC=1.5mA； 在 Q2 点IB=60 A, IC=2.3mA。
IC(mA ) 4
3
Q2
2
Q1
1
03 6 9
在 Q1 点，有
100A 80A
IC IB
1.5 0.04
37.5
60A 由 Q1 和Q2点，得
40A 20A IB=0
Δ Δ
IC IB
表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体 管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。
1. 电流放大系数
当晶体管接成发射极电路时，
直流电流放大系数
___
IC
注意：
IB
交流电流放大系数
Δ Δ
IC IB
和 的含义不同，但在特性曲线近于平行等
距并且ICE0 较小的情况下，两者数值接近。
常用晶体管的 值在20 ~ 200之间。
3） IC IB
把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变
化的特性称为晶体管的电流放大作用。
实质:用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的
变化，是CCCS器件。
3.三极管内部载流子的运动规律
集电结反偏，
C
有少子形成的
反向电流ICBO。
ICBO ICE
N
3、温度每升高 1C， 增加 0.5%~1.0%。
1.6 光电器件
1. 6. 1 发光二极管
符号
当在发光二极管（LED）上加正向电 压，并有足够大的正向电流时，就能发 出可见的光。这是由于电子与空穴复合 而释放能量的结果。
例：在UCE= 6 V时， 在 Q1 点IB=40A, IC=1.5mA； 在 Q2 点IB=60 A, IC=2.3mA。
IC(mA ) 4
3
Q2
2
Q1
1
03 6 9
在 Q1 点，有
100A 80A
IC IB
1.5 0.04
37.5
60A 由 Q1 和Q2点，得
40A 20A IB=0
Δ Δ
IC IB
表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体 管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。
1. 电流放大系数
当晶体管接成发射极电路时，
直流电流放大系数
___
IC
注意：
IB
交流电流放大系数
Δ Δ
IC IB
和 的含义不同，但在特性曲线近于平行等
距并且ICE0 较小的情况下，两者数值接近。
常用晶体管的 值在20 ~ 200之间。
3） IC IB
把基极电流的微小变化能够引起集电极电流较大变
化的特性称为晶体管的电流放大作用。
实质:用一个微小电流的变化去控制一个较大电流的
变化，是CCCS器件。
3.三极管内部载流子的运动规律
集电结反偏，
C
有少子形成的
反向电流ICBO。
ICBO ICE
N
3半导体三极管ppt课件
（3〕集电区收集扩散过来的电子 集电极所加的是反向电压，这样集电结
形成一个由集电区指向基区的电场，使集 电区的电子和基区的空穴很难通过集电结， 但这个电场对基区扩散到集电结边缘的电 子却有很强的吸引力，可使电子很快地漂 移过集电结为集电区所收集，形成集电极 电流IC。
另一方面，根据反向PN结的特性，当集电结加反 向电压时，基区中少数载流子电子和集电区中少数载 流子空穴在结电场作用下形成反向漂移电流，这部分 电流决定了少数载流子浓度，称为反向饱和电流ICBO， 它的数值是很小的，这个电流对放大没有贡献，而且 受温度影响很大，容易使管子工作不稳定，所以在制 造过程中要尽量设法减小ICBO。
iC VCC Rc
ICQ
斜率
1
R c// R L
斜率 - 1
Q
IBQ
Rc
V C EQ
VCC vCE
载流子的传输过程
（1〕发射区向基区注入电子
由于发射结外加正向电压，因此这时发射区的多数 载流子电子不断通过发射结扩散到基区，形成发射 极电流IE，其方向与电子流动方向相反。
（2〕电子在基区中的扩散与复合 由发射区来的电子注入基区后，在基区中
形成了一定的浓度梯度，靠近发射结附近浓 度最高，离发射结越远浓度越小。因而，电 子就要向集电结的方向扩散，在扩散过程中 又会与基区中的空穴复合，同时接在基区的 电源VEE的正端则不断从基区拉走电子，好 像不断供给基区空穴。电子复合的数目与电 源从基区拉走的电子数目相等，使基区的空 穴浓度基本维持不变。这样就形成了基区电 流IB，所以基极电流就是电子在基区与空穴 复合的电流。
三极管的结构与符号：
• 3.1.2 BJT的电流分配与放大原理
• 三极管的放大作用是在一定的外部条件控制 下，通过载流子传输体现出来的。 • 外部条件：发射结正偏，集电结反偏。 • 1. 内部载流子的传输过程
第3章半导体三极管及其放大电路 113页PPT
三极管的组态
• 三极管有三个电极，可视为一个二端口网络，其中 两个电极构成输入端口、两个电极构成输出端口， 输入、输出端口公用某一个电极。根据公共电极的 不同，三极管组成的放大电路有3种连接方式，通常 称为放大电路的三种组态，即共基极、共发射极和 共集电极电路组态，如图3-4所示。
08.09.2019
输入电压u i 为微弱变化的电压信号，它引起三极管基极电流的变化， 其 变 化 量 为 i b ， 若 输 入 交 流 电 压 u i 变 化 量 为 ui 40 mV ， 使 i b 变 化 ib 20 μA ，使集电极电流 ic 变化 ic ib 2 mA ，其中 (100) 称为共发 射极交流电流放大系数(其数值和共发射极直流电流放大系数 接近，即在
第3章 晶体三极管 及其放大电路
08.09.2019
基本要求
• 1）熟悉晶体三极管结构、工作原理及特性 曲线；
• 2）掌握基本放大电路的静态和动态分析， 即静态工作点和交流性能参数（电压放大 倍数、输入电阻、输出电阻）的计算；多 级放大电路的分析和计算；
• 3）了解放大电路的频率特性等。
08.09.2019
1．电流放大倍数 1）直流电流放大系数 2）交流电流放大系数
IC iICB
iB
2．极间反向电流
1）集电极－基极之间的反向饱和电流 ICBO 2）集电极－发射极之间的穿透电流 I CEO
3．集电极最大允许电流 ICM 4．集电极－发射极之间反向击穿电压 U (BR) CEO
5．集电极最大允许功率损耗 PCM
（2）饱和区
三极管工作在饱和区时，其 uCE 1V ，此时发射结正偏，集电结正偏或反偏电压很 小。管子进入饱和区后， iC iB ，此时 下降， uCE 很小，一般对于硅管典型值 UCE 0.3V ，锗管典型值 UCE 0.1V 。在放大电路中应避免三极管工作在饱和区，而 在数字电路中，由于 uCE 很小，三极管视作开关闭合状态。
《半导体三极体管》PPT课件
在实际应用中， uCE ≥ 1的所有情况用一条曲线代替。
这是因为uCE＝1时，其收集能力已经相当强，几乎能收集发
射区发射过来的全部电子。换句话说，当uBE保持不变的情
况下，uCE≥1时的所有曲线几精乎选课重件p合pt 。
9
（2）输出特性
饱和区
ic/mA
IB=100μA
iC f（uCE ） IB常数
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1
7-1-1 基本结构
1.结构示意图及有关术语
BJT管是由co两ll个ecPtNo结r构成的电子元件，其结构如图所示
集电结
base
发射结
N P N+
emitter
集电区
基区C b
B
V（T）
E
发N射PN区型电路符号
c
P
C
NB
V（T）
P+
E
e
PNP型电路符号
BJT管有三个掺杂区， 即发射区 、基区及集电区，
-
ICE
ICBO
IBE
IE
IE
发射结 IBE =IE－ICE （4）精选课件ppt
+ EC
-
5
（3）IC与IE的关系 把IE代入（2）得
IC= IE+ ICBO
IE =IC－ICBO
IC＞＞ICBO
IE = IC IC /IE = 为恒小于1得正数。
（4）IC与IB的关系
由IE =IC－ICBO 得
7-1 半导体三极管
三极管是组成放大电路的核心元件，三极管 根 据 工 作 原 理 的 不 同 分 为 双 极 型 BJT（Bipolar Junction Transister） 和 单 极 型 FET（FieldEffect Transistor）两大类。
半导体三极管PPT课件
2、输出特性曲线
（4）关于输出特性曲线的结论：
偏置 条件
（NPN）
①三极管各工作状态下，三个电极的电位关系
截止状态 发射结反偏 集电结反偏
VB≤VE
放大状态
发射结正偏 集电结反偏 VC＞VB＞VE
饱和状态
发射结正偏 集电结正偏 VB＞VE，VB＞Vc
（PVE
VB＜VE，VB＜VC
NO.1 三极管的特性曲线
2、输出特性曲线
（2）输出特性曲线测试电路： ①测试步骤： 每一个IB对应一条IC-VCE曲线，通过调节RP1可以得 到很多个IB 的值，相应地得到很多条IC-VCE曲线。 所以，三极管的输出特性曲线是一族曲线。
NO.1 三极管的特性曲线
2、输出特性曲线
（3）输出特性曲线测试结果： ①截止区。（非线性区） 偏置条件：发射结反偏或零偏，集电结反偏。 特点：三极管处于截止状态。IB=0，IC=ICEO≠0， ICEO为穿透电流。截止区越小，管子性能越好
NO.1 三极管的特性曲线
2、输出特性曲线
（2）输出特性曲线测试电路： ①测试步骤：
比如：滑动RP1,使IB 固定为0 ，再调节RP2让VCE从0开始增 加，记下相应的IC值。得到IB =0A这一条输出特性曲线。
再比如：滑动RP1,使IB固定为40uA，再调节RP2让VCE从0开 始增加，记下相应的IC值。得到IB =40uA这一条输出特性曲线。
NO.1 三极管的特性曲线
1、输入特性曲线
（2）输入特性曲线测试电路： ①测试步骤：
比如：滑动RP2,使VCE固定为1V，再调节RP1让VBE从0开始增加， 记下相应的IB值，得到VCE=1V这一条输入特性曲线。
再比如：滑动RP2,使VCE固定为3V，再调节RP1让VBE从0开始增 加，记下相应的IB值，得到VCE=3V这一条输入特性曲线。
半导体三极管讲解课件
PART 03
半导体三极管的应用
在电子设备中的应用
01
02
03
放大器
半导体三极管作为放大元 件，用于信号的放大和处 理，如音频放大器、视频 放大器等。
开关电路
三极管作为开关元件，用 于控制电路的通断，如逻 辑门电路、继电器等。
振荡器
三极管用于产生高频振荡 信号，如石英晶体振荡器、 LC振荡器等。
详细描述
极间反向电流的大小反映了三极管的反向隔 离性能，对三极管的稳定性、噪声和功耗等 都有影响。在选择三极管时，应尽量选择极 间反向电流较小的型号。
噪声系数
总结词
噪声系数是指三极管在工作时产生的内部噪声与输入 信号之间的比值。
详细描述
噪声系数的大小反映了三极管内部噪声对信号的影响 程度。在选择三极管时，应尽量选择噪声系数较小的 型号，以确保信号的传输质量和稳定性。
封装与测试
封装
将制作好的三极管进行封装，以保护其免受外界环境的影响。
测试
对封装好的三极管进行电气性能测试，确保其满足设计要求。
PART 05
半导体三极管的特性参数
电流放大系数
总结词
电流放大系数是衡量三极管放大能力 的重要参数，表示基极输入电流对集 电极输出电流的控制程度。
详细描述
电流放大系数也称为β值，表示集电 极电流的变化量与基极电流变化量之 比。它是衡量三极管放大能力的重要 参数，数值越大，表示三极管的放大 能力越强。
PART 02
半导体三极管的工作状态
截止状 态
总结词
电流几乎为零
详细描述
当三极管基极无输入信号时，由于基极没有电流，因此集电极和发射极之间的电 流几乎为零，三极管处于截止状态。此时，三极管相当于一个断开的开关。
三极管及其放大电路 ppt课件
② 基区：很薄（通常为几微米～几十微米），低
掺杂浓度；(薄牛肉)
c
③ 集电区： 掺杂浓度要比发 射区低；
面积比发射区大；
N
b
P
N
e
ppt课件
7
第2章 半导体三极管及其基本放大电路
2.1.2 BJT的电流放大作用
1.三极管的偏置 为实现放大，必须满足三极管的内部结构和外部 条件两方面的要求。
c
N
输出特性曲线可以划分为三个区域： 饱和区——iC受vCE控制的区域，该区域内vCE的 数值较小。此时Je正偏，Jc正偏
iC /mA
pp2t课5件℃
=80μA =60μA =40μA
=20μA
vCE /2V0
第2章 半导体三极管及其基本放大电路
饱和区——iC受vCE显著控制的区域，该区域内vCE的数值较 小。此时Je正偏，Jc正偏。
2.极限参数 （1）集电极最大允许电流ICM 指BJT的参数变化不超过允许值时集电极允 许的最大电流。
ppt课件
27
第2章 半导体三极管及其基本放大电路
（1）集电极最大允许电流ICM
指BJT的参数变化不超过允许值时集电极允许的最大电流。
（2）集电极最大允许功率损耗PCM
表示集电极上
过流区
允许损耗功率
Ii
Io
+
+
Rs Vi
放大电路 Ri (放大器)
Vo
RL
-
-
Ri
Ri决定了放大电路从信号源吸取信号幅值的大
小，即它决定了放大电路对信号源的要求。
Ri越大，Ii就越小，放大电路从信号源索取的电流越
小。放大电路所得到的输入电压Vi越接近信号源电压Vs。
半导体器件半导体三极管幻灯片PPT
和
iC随uCE变化很大？
区
为什么进入放大
放大区
状态，iC曲线几乎 是横轴的平行线？
截止区
3、晶体管的三个工作区域
状态 截止 放大
发射结
＜UBE(th) ≥ UBE(th)
集电结 反偏 反偏
饱和
≥ UBE(th)
正偏
IC 0(ICEO)
βiB
＜βiB
硅:UCES ≈0.3V 锗: UCES ≈0.1V
例：测得工作在放大电路中几个晶体管三 个电极的电位U1、U2、U3分别为： 1〕U1=3.5V、U2=2.8V、 U3=12V 2〕U1=6V、 U2=11.8V、 U3=12V 判断它们是NPN型还是PNP型？是硅管还 是锗管？并确定e、b、c。
NP 放 N大 V CV ： BV E PN 放 P:大 V CV BV E
穿透电流
ICIB(1） ICBO ICEO (1） ICBO
3、极限参数：ICM、PCM、U
〔BR〕CEO
最大集电极耗散
功率PCM=iCuCE
最大集电 极电流
平安工作区
c-e间击穿电 压
五、温度对三极管的影响
T(℃ ) ICE O
uB不 E 变 iB， 时iB 即 不 变 uB E 时
六、电路模型 1、大信号模型
半导体器件半导体三极管 幻灯片PPT
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一、三极管的构造和符号 c
b
集电极c
NPN e 基极b c
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i i
C=常UC数B
E
通常认为： ，
3. 特征频率fT ： 使β的数值下降到1的信号频率。
三、极限参数 1. 最大集电极耗散功率PCM 2. 最大集电极集电极电流ICM
3. 极间反向击穿电压
1.3.5 温度对晶体管特性及参数的影响
一、温度对ICBO的影响 二、温度对输入特性的影响
温度升高时， ICBO增大。
1、场效应管的输出特性 iD f uDS |UGS 常数
此区域中 :
iD=0, 称为夹
断区。
该区域中：曲 线近似为不同 斜率的直线， 称为可变电阻 区。
直线斜率的倒数 为d-s间的等效 电阻。该电阻值
随uGS改变而改变。
此区域内:
iD仅与uGS有关。
故称为恒流区 （饱和区）。
二、结型场效应管的特性曲线
集电结
基极
NPN型
iB
iC
PNP型
iB
iC
【 】 内容 回顾
iE
iE
发射极箭头的方向 为射极电流的方向
注意：NPN型与PNP型三极管符 号的区别
【 】 1.3.2 晶体管的电流放大作用
内容 回顾
一、晶体管内部载流子的运动
晶体管工作在放大状态的外部条件 是发射结正向偏置且集电结反向偏置。
1. 发射结加正向电压，扩散运动形成发射极电流IE
(3) 截止区： UBE< 死区电压， IB=0 ， IC=ICEO 0
1.3.4 晶体管的主要参数
一、直流参数
1. 共射直流电流放大系数β
IC ICEO IC
IB
IB
2. 共基直流电流放大系数α
IC IE
二、交流参数
1. 共射交流电流放大系数β= 2. 共基交流电流放大系数 α=
ii=CB 常UCE数
2、场效应管的传输特性 iD f uGS |UDS 常数
iD
I
DSS
(1
U
uGS
GS (off
)
)2
(UGS(off ) uGS 0)
三极管与场效应管的比较
N 沟道结型场 效应管
NPN 型 三极管
温度升高时，
三、温度对输出特性的影响
特性曲线左移
温度升高时， 特性曲线上 移
【例1 】判断以下三极管的工作状态。
4V
0.3V
4V
0
0.7V
0.7V
0
0.7V
0
放大
0
饱和
0
截止
4V
倒置
【例3】测得放大电路中六只晶体管的直流电位如图所 示。在圆圈中画出管子，并分别说明它们是硅管还是 锗管。
解题思路
作业： P70 1.9
(1)放大区：发射结正偏，集电结反偏。
电流关系： IC=IB , 且 IC = IB
电压关系：
U E （ UNBPN)UC
（PUNCP）U B U E
(2) 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。
电流关系： IB>IC
电压关系：
U（B NUPNC ) UE
（PNUPE) UC UB
UCES 0.3V
IB(A)
80
开启电压： 60 硅管0.5V， 40
导通电压： 硅管(0.7V)
UBE0.6~0.8V,
锗管(0.2V)
锗管0.1V。 20
UBE0.1~0.3V。
0.4 0.8 UBE(V)
UCE增大，特性曲线右移；当 UCE>1V后，曲线基本不变化
2. 输出特性
4 3 2
iC f uCE |IB 常数
80A
60A
40A
20A IB=0 12 UCE(V)
4 临界饱和线 3
2 1
： 100A
UCEUBE,
80A
集 I电B>I结C，正偏，60A
40A
UCES0.3V
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
发射结正偏，集电结正偏。
输出特性三个区域的特点:
结型场效应管JFET
绝缘栅型场效应管MOS
1.4.1 结型场效应管的结构和工作原理 一、结构和工作原理
D 漏极
G
栅极
S 源极
N沟道
D 漏极
G
栅极
S 源极
P沟道
二、工作原理
1. UDS＝0，UGS对导电沟道的影响
UGS 沟道变窄，当
增大U到GS 一定值，耗尽
层闭合。 -------- 夹断电压
U GS (off )
(1)三极管处于放大状态
(2)确定基极和发射极
(3)确定三极管为硅管还是锗管 (4)确定为何种类型
总结：
1、掌握三极管的电流分配关系。 2、掌握三极管的外特性曲线。 3、掌握三极管三种工作状态的电压
和电流关系及工作状态的判别。
作业：习题P70 1.9
1.4 场效应管 ( FET )
场效应管与双极型晶体管不同，它是 多子导电，输入阻抗高，温度稳定性好。 场效应管有两种:
2、当UGS(off) <UGS<0,UDS对iD的影响
当UDS＝0时，多
iD
子不会定向移动iD＝0。
UDS>0时，UDS
iD 耗尽层的宽度
不同。
当UDS ＝ UGS(off)出现预夹断， 如果UDS 夹 断区加长， iD不变。
综上所述:
(1)在uDS < uGS-UGS(off)
模拟电子技术基础
信息科学与工程学院·基础电子教研室
五、 稳压二极管及应用
稳压管的符号
【 】 内容 回顾
3. 稳压管的稳压条件 必须工作在反向击穿状态；
流过稳压管的电流在IZ和IZM之间 。
【 】 §1.3
双极型晶体管
1.3.1 晶体管的结构和类型
内容 回顾
发射区 基区 集电区
e 发射极
c
集电极
发射结 b
的情况下, 对应于不同
的UGS ，d - s间等效成
iiDD
不同阻值的电阻。
(2)当uDS使uGD = uGS(off)
时，d - s之间预夹断。
(3)当uDS使uGD < uGS(off）
时，iD几乎仅仅决定于
uGS ，而与uDS无关。可 以把iD近似看成uGS控制
的电流源。
二、结型场效应管的特性曲线
2. 扩散到基区的自由电子与空穴的复合运动形成
基极电流IB
3.集电结加反向电压，漂移运动形成集电极电流IC
二、晶体管的电流分配关系
IE IC IB
IC IB IE (1 )IB
1.3.3 晶体管的共射特性曲线
IB
A
+
RB
V UBE
-
IC
mA
+
RC
EC
V UCE
-
EB
实验线路
1. 输入特性 iB f uBE |UCE 常数
IC(mA )
100A
此区域(截止区)
IB=0,
80A
IC=ICEO≈0, 60A
UBE< 开启电4压0A
1
20A
IB=0
3 6 9 12 UCE(V)
此区域满足4
IC=IB称为3
线性区（放 大区） 2
UBE>0 UCE>UBE
1
IC(mA )
3 6 9 发射结正偏，集电结反偏。
IC只1与00IB有A 关， IC=IB