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双极结型三极管的结构、特性、参数本文介绍的定义一、三极管结构二、三极管特性曲线三、三极管参数本文介绍的定义
硅平面管、锗合金管、发射区、基区集电区、发射极、基极、集电极、发射结、集电结、发射、发射极电流、复合和扩散、基极电流、收集、集电极电流、反向饱和电流、共基直流电流放大系数、共射直流电流放大系数、穿透电流、输入特性、输出特性、截止区、放大区、饱和区、共射接法、共射电流放大系数、共射直流电流放大系数、共基接法、共基电流放大系数、共基直流电流放大系数、共基和共射的放大系数的关系、反向饱和电流测量电路、集电极和基极之间的反向饱和电流、集电极和发射机之间的穿透电流、集电极最大允许电流、集电极最大允许耗散功率、级间反向击穿电压。
一、三极管结构
硅平面管N型硅片氧化膜上光刻一个窗口将硼杂质扩散形成P型基区再在P区光刻一个窗口将磷杂质扩散形成N型发射区。引出三个电极发射机e基极b集电极c。
锗合金管N型锗片两边各置一小铟球加热高于铟熔点低于锗熔点铟融化。冷却后N型区两侧形成P型区。 无论NPN还是PNP内部均有三个区。发射区、基区集电区。引出三个极发射极、基极、集电极。三个区两两交界处形成两个PN结发射结、集电结。
示意图与符号 如果让两个二极管背靠背串联并不能实现放大作用因为三极管实现放大作用需要满足如下条件
1.发射区高掺杂多数载流子浓度高。如果是NPN型三极管发射区是N型电子浓度高。
2.基区很薄掺杂浓度比较低。如果是NPN型三极管基区是P型空穴比较少。
3.外加电源极性应使发射结正向偏置集电结反向偏置。
满足以上内部外部条件以NPN为例讨论三极管中载流子运动 发射发射结正偏外加电场有利于多子电子扩散电子从发射区越过发射结到达基区形成电流。基区多子空穴向发射区扩散形成空穴电流这两个电流总和是发射极电流Ie发射极电流主要由发射区发射的电子电流产生因为基区多子浓度比发射区多子浓度低。
复合和扩散电子到基区基区是P型基区多子是空穴电子空穴复合产生基极电流Ibn。基区复合掉空穴外电源补充来。基区空穴浓度低基区薄电子在基区与空穴复合的少基极电流比发射极电流小多数电子在基区继续扩散到达集电结。
收集集电结反偏外电场阻止集电区多子电子向基区移动有利于基区扩散来的电子收集到集电极形成集电极电流Icn。集电区少子空穴与基区少子电子进行漂移运动形成反向饱和电流Icbo。
集电极电流 发射极电流 共基直流电流放大系数基极电流Ibn很小所以三极管共基直流电流放大系数一般0.95-0.99近似等于集电极电流比上发射极电流。 共射直流电流放大系数约为几十-几百。 穿透电流Iceo穿透电流Iceo远小于Ic时可将Iceo忽略。 二、三极管特性曲线
NPN三极管共射输入特性曲线 输入特性三极管uce不变输入回路电流Ib和电压Ube之间的关系曲线称为输入特性。
Uce0时基极与发射极相当于两个PN结并联三极管输入特性相当于二极管正向伏安特性。
Uce0时发射区扩散到基区的电子有利于被收集到集电极只有一小部分发射区发射的电子在基区和空穴复合成为Ib。和Uce0相比相同UbeIb将变小因此输入特性将右移。Uce持续增大不同Uce的输入特性曲线几乎重叠到一起。 NPN三极管共射输出特性曲线 输出特性Ib不变三极管输出回路电流Ic与电压Uce之间的关系曲线称为输出特性。
截止区Ib0的区域。管子各极电流基本上都为零。截止区三极管的发射结和集电结都处于反向偏置状态对NPN来说Ube0,Ubc0 。
放大区Ib一定时Ic值基本上不随Uce变化Ib有一个微小变化时Ic将产生一个较大变化。说明三极管具有电流放大作用。放大区三极管发射结正偏集电结反偏对NPN来说Ube0,Ubc0 。
饱和区图像中曲线的上升部分。不同Ib值的各条特性曲线重叠一起饱和区三极管失去放大作用。饱和区三极管管压降Uce很小UceUbe。饱和区三极管的发射结和集电结都处于正向偏置状态对NPN来说Ube0,Ubc0 。 关于三极管饱和
当r466.6欧姆此时UbeUce三极管饱和三极管失去放大作用。 改变连在基极的电阻值此时可以发现Ib经过三极管后电流被放大。 三、三极管参数
共射接法输入回路和输出回路公共端是发射极。 共射电流放大系数变化量之比。 共射直流电流放大系数直流量之比 共基接法输入回路和输出回路公共端是基极。 共基电流放大系数 共基直流电流放大系数 共基和共射的放大系数的关系 反向饱和电流测量电路 集电极和基极之间的反向饱和电流Icbo发射极e开路时集电极和基极的反向电流。锗几微安-几十微安硅更小。 集电极和发射机之间的穿透电流Iceo基极b开路时集电极和发射极之间的电流。 两者关系这两个反向电流值越小三极管越好。 集电极最大允许电流Icm集电极电流过大三极管共射电流放大系数减小IcIcm管子的共射电流放大系数降到原来的三分之二。
集电极最大允许耗散功率Pcm管子两端压降Uce集电极流过电流Ic损耗功率PcIcUce。IcUce乘积等于规定的Pcm值的各点连接起来得到一条线如下图。 找到三极管的手册 下图PcIcUce1.312*0.4450.583840.6mw因此处于安全区。
而且ic0.445A0.6A满足条件 级间反向击穿电压外加在三极管各电极之间的最大允许反向电压。
Uceo基极开路时集电极和发射极之间的反向击穿电压。
Ucbo发射机开路时集电极和基极之间的反向击穿电压。
