三极管教学课件ppt.ppt

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半导体三极管，又称为双极结型晶体管半导体三极管，又称为双极结型晶体管（BJT）becNNP基极基极发射极发射极集电极集电极发射结发射结集电结集电结NPN型型PNP型型cbebce三极管的发射极的箭头方向，三极管的发射极的箭头方向，代表三极管工作在放大，饱和代表三极管工作在放大，饱和状态时，发射极电流（状态时，发射极电流（IE）的）的实际方向。

实际方向。

1.3.1概述概述半导体三极管的分类：

半导体三极管的分类：

按材料分：

按材料分：

硅管、锗管硅管、锗管按功率分：

按功率分：

小功率管小功率管1W中功率管中功率管0.51W按结构和材料按结构和材料共有共有4种组合种组合1.3.2半导体三极管的工作原理半导体三极管的工作原理工作状态工作状态发射结电压发射结电压集电结电压集电结电压放大放大正向正向反向反向截止截止反向反向反向反向饱和饱和正向正向正向正向倒置倒置反向反向正向正向半导体半导体半导体三极管半导体三极管有共有四种工作状态有共有四种工作状态：

三极管的电流放大条三极管的电流放大条件件内部：

发射区高掺杂，内部：

发射区高掺杂，基区很薄，集电结面基区很薄，集电结面积大积大外部：

发射结外部：

发射结正偏正偏，集电结集电结反偏反偏1.工作于放大状态的半导体三极管工作于放大状态的半导体三极管发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏UBBRBUCCRC外电场方向外电场方向ebc三极管的三极管的电流放大条件电流放大条件内部内部：

发射区高掺杂，：

发射区高掺杂，基区很薄，集电结面基区很薄，集电结面积大积大外部外部：

发射结：

发射结正偏正偏，集，集电结电结反偏反偏NNPUBBRBUCCRC1、发射区的电子大量地扩散注、发射区的电子大量地扩散注入到基区，基区空穴的扩散可忽入到基区，基区空穴的扩散可忽略。

略。

ebcIE发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏外电场方向外电场方向NNPUBBRBUCCRC1、发射区的电子大量地扩散注、发射区的电子大量地扩散注入到基区，基区空穴的扩散可忽入到基区，基区空穴的扩散可忽略。

略。

2、电子扩散的同时，在基区将、电子扩散的同时，在基区将与空穴相遇产生复合。

由于基区与空穴相遇产生复合。

由于基区空穴浓度低，且基区做得很薄，空穴浓度低，且基区做得很薄，因此，复合的电子是极少数。

因此，复合的电子是极少数。

3、绝大多数到基区的电子均能、绝大多数到基区的电子均能扩散到集电结处，并在集电结电扩散到集电结处，并在集电结电场作用下到达集电区。

场作用下到达集电区。

4、因集电结反偏，集电区和基、因集电结反偏，集电区和基区中少子在结电场作用下漂移，区中少子在结电场作用下漂移，形成很小的且与集电结的反偏压形成很小的且与集电结的反偏压无关的反向饱和电流。

无关的反向饱和电流。

ebcIEIBIC发射结正偏发射结正偏集电结反偏集电结反偏外电场方向外电场方向NNPICBO1、大量电子、大量电子N2通过很通过很薄的基极被集电极吸收，薄的基极被集电极吸收，少量电子少量电子N1在基极与在基极与空穴复合。

空穴复合。

N2和和N1的的比例由三极管内部结构比例由三极管内部结构决定。

决定。

在不考虑在不考虑ICBO时：

时：

IC/IB=N2/N1=2、以上公式是右方电、以上公式是右方电路满足发射结正偏、集路满足发射结正偏、集电结反偏时得到的，一电结反偏时得到的，一旦外界条件改变到不再旦外界条件改变到不再满足这两个条件，则以满足这两个条件，则以上公式不再成立。

上公式不再成立。

电流分配关系电流分配关系电压分配关系电压分配关系UBE正向导通正向导通:

硅管大约硅管大约0.7V锗管大约锗管大约0.2VUCE=UCC-IC*RcUCC-IB*Rc三极管的放大原理归结为：

三极管的放大原理归结为：

内部机制：

内部机制：

发射区高掺杂，基区很薄，集电结面积大发射区高掺杂，基区很薄，集电结面积大外部条件：

外部条件：

发射结发射结正偏正偏，集电结，集电结反偏反偏载流子传输：

载流子传输：

发射区向基区提供载流子发射区向基区提供载流子基区传送和基区传送和控制控制载流子载流子集电区收集载流子集电区收集载流子很小的很小的IB控制控制ICIC=IB基极电流和集电极电流除直流分基极电流和集电极电流除直流分量外还有交流分量，且量外还有交流分量，且iC=iB。

放大电路是在放大电路是在ui的作用下，改变的作用下，改变iB，并通过，并通过iB控制直流电源供给集电控制直流电源供给集电极电流极电流iC，使其产生相应的交流分，使其产生相应的交流分量，并在足够大的量，并在足够大的RC上形成较大上形成较大的电压降，就有了可供输出的经的电压降，就有了可供输出的经放大的交流电压放大的交流电压uo。

工作状态工作状态发射结电压发射结电压集电结电压集电结电压放大放大正向正向反向反向截止截止反向反向反向反向饱和饱和正向正向正向正向倒置倒置反向反向正向正向由放大状态进入截止状态由放大状态进入截止状态的的临界情况是发射结电压临界情况是发射结电压为零为零，此时基区的反向电，此时基区的反向电流分别流入发射极和集电流分别流入发射极和集电极。

极。

2.工作于截止状态的半导体三极管工作于截止状态的半导体三极管工作状态工作状态发射结电压发射结电压集电结电压集电结电压放大放大正向正向反向反向截止截止反向反向反向反向饱和饱和正向正向正向正向倒置倒置反向反向正向正向放大状态时有：

放大状态时有：

IC=IB+ICEOIBUCE=UCC-IC*Rc减小减小Rb，IB增大；增大；IC增大，增大，UCE减小减小集电结反偏电压减小。

集电结反偏电压减小。

3.工作于饱和状态的半导体三极管工作于饱和状态的半导体三极管饱和后，饱和后，UCE0,IC=（UCC-UCES）/RcICUCC/Rc饱和条件：

饱和条件：

IBIC/IB（UCC-UCES）/RcUCC/（Rc）三极管饱和三极管饱和时的管压降时的管压降UCE被称作被称作为三极管的为三极管的饱和压降饱和压降UCES工作状态工作状态发射结电压发射结电压集电结电压集电结电压放大放大正向正向反向反向截止截止反向反向反向反向饱和饱和正向正向正向正向倒置倒置反向反向正向正向4.工作于倒置状态的半导体三极管工作于倒置状态的半导体三极管放大放大倒置倒置由于内部结构原因，集由于内部结构原因，集电区掺杂的浓度低，正电区掺杂的浓度低，正偏的集电区不能提供大偏的集电区不能提供大量的电子发射，发射结量的电子发射，发射结也不能有效收集电子，也不能有效收集电子，所以倒置状态电流放大所以倒置状态电流放大倍数很小，不采用。

倍数很小，不采用。

工作状态工作状态发射结电压发射结电压集电结电压集电结电压放大放大正向正向反向反向截止截止反向反向反向反向饱和饱和正向正向正向正向倒置倒置反向反向正向正向NPN型型PNP型型cbebce判断放大状态时的引脚判断放大状态时的引脚UCUBUEUCUBUEUBUCUEUCUBUBUEPNP:

UEUBUCSi:

UBE=0.7VGe:

UBE=0.2Vcbecbecbebcecbe1、无正向导通电压的处在截止状态、无正向导通电压的处在截止状态由引脚电压判断三极管管脚和工作状态由引脚电压判断三极管管脚和工作状态工作状态工作状态发射结电压发射结电压集电结电压集电结电压放大放大正向正向反向反向截止截止反向反向反向反向饱和饱和正向正向正向正向例例1-5NPN:

（3）2V,5V,1V1V2V5V例例1-5NPN:

（1）1V,0.3V,3V

（2）0.3V,0.3V,1V（3）2V,5V,1VPNP:

（1）-0.2V,0V,0V

（2）-3V,-0.2V,0V（3）1V,1.2V,-2V2、根据三个电位的集中程度判断是否饱和、根据三个电位的集中程度判断是否饱和例例1-5NPN:

（1）1V,0.3V,3V

（2）0.3V,0.3V,1V（3）2V,5V,1VPNP:

（1）-0.2V,0V,0V

（2）-3V,-0.2V,0V（3）1V,1.2V,-2V由引脚电压判断三极管管脚和工作状态由引脚电压判断三极管管脚和工作状态工作状态工作状态发射结电压发射结电压集电结电压集电结电压放大放大正向正向反向反向截止截止反向反向反向反向饱和饱和正向正向正向正向1、无正向导通电压的处在截止状态、无正向导通电压的处在截止状态2、根据三个电位的集中程度判断是否饱和、根据三个电位的集中程度判断是否饱和3、如果饱和则先判断基极，再判断集电极和发射极、如果饱和则先判断基极，再判断集电极和发射极由引脚电压判断三极管管脚和工作状态由引脚电压判断三极管管脚和工作状态工作状态工作状态发射结电压发射结电压集电结电压集电结电压放大放大正向正向反向反向截止截止反向反向反向反向饱和饱和正向正向正向正向1、无正向导通电压的处在截止状态、无正向导通电压的处在截止状态例例1-5NPN:

（2）0.3V,0.3V,1VPNP:

（1）-0.2V,0V,0V-0.2V0V-0.05V1V0.3V0.35VNPN:

0.35V,0.3V,1VPNP:

-0.2V,0V,-0.05V由引脚电压判断三极管管脚和工作状态由引脚电压判断三极管管脚和工作状态工作状态工作状态发射结电压发射结电压集电结电压集电结电压放大放大正向正向反向反向截止截止反向反向反向反向饱和饱和正向正向正向正向例例1-5NPN:

（1）1V,0.3V,3V

（2）0.3V,0.3V,1V（3）2V,5V,1VPNP:

（1）-0.2V,0V,0V

（2）-3V,-0.2V,0V（3）1V,1.2V,-2V1、无正向导通电压的处在截止状态、无正向导通电压的处在截止状态2、根据三个电位的集中程度判断是否饱和、根据三个电位的集中程度判断是否饱和3、如果饱和则先判断基极，再判断集电极和发射极、如果饱和则先判断基极，再判断集电极和发射极4、不饱和则看有没有两个电压差为正向导通电压、不饱和则看有没有两个电压差为正向导通电压由引脚电压判断三极管管脚和工作状态由引脚电压判断三极管管脚和工作状态工作状态工作状态发射结电压发射结电压集电结电压集电结电压放大放大正向正向反向反向截止截止反向反向反向反向饱和饱和正向正向正向正向例例1-5NPN:

（1）1V,0.3V,3VBECPNP:

（2）-3V,-0.2V,0VCBE（3）1V,1.2V,-2VBEC1、无正向导通电压的处在截止状态、无正向导通电压的处在截止状态2、根据三个电位的集中程度判断是否饱和、根据三个电位的集中程度判断是否饱和3、如果饱和则先判断基极，再判断集电极和发射极、如果饱和则先判断基极，再判断集电极和发射极4、不饱和则看有没有两个电压差为正向导通电压、不饱和则看有没有两个电压差为正向导通电压5、有正向导通电压有正向导通电压一般一般按放大状态去判断按放大状态去判断讨论：

讨论：

P40题题1-18，1-20图图1-33，1-36三极管状态电流判断条件说明三极管状态电流判断条件说明放大、放大、饱和饱和放大状态时：

放大状态时：

IC=（UCC-UCE）/RC=IBIC随着随着IB的增大而增大的增大而增大饱和状态时：

饱和状态时：

IC=（UCC-UCES）/RCIC受外电路限制不再随受外电路限制不再随IB变化。

变化。

三极管饱和压降三极管饱和压降UCES硅硅0.7V,锗锗IC/时，三极管处于时，三极管处于饱和状态饱和状态（3）当）当IB=IC=0时，三极管处于放大状态时，三极管处于放大状态2、当只有、当只有IB已知时：

已知时：

（1）当）当0IBIBS时，三极管处于饱和状态时，三极管处于饱和状态3、当只有、当只有IC已知时：

已知时：

（1）当）当UCE=UCC-ICRCUCES时，三极管处于放大状态时，三极管处于放大状态

（2）当）当0UCEUCES时，三极管处于饱和状态时，三极管处于饱和状态硅硅0.7V锗锗0.2V三极管状态电流判断条件说明三极管状态电流判断条件说明UccRccbeUbbRbReUCE射极无电阻时：

射极无电阻时：

UCE=UCC-ICRC射极有电阻时：

射极有电阻时：

UCE=UCC-ICRC-IEREUCC-