最新半导体三极管03882PPT课件

半导体三极管半导体三极管03882038822.1晶体三极管晶体三极管晶晶体体三三极极管管：是是一一种种利利用用输输入入电电流流控控制制输输出出电电流流的的电流控制型器件。电流控制型器件。特点：特点：管内有两种载流子参与导电。管内有两种载流子参与导电。特点：特点：有三个电极，故称有三个电极，故称三极管。三极管。图图2.1.1三极管外形三极管外形2.1.1三极管的结构、分类和符号三极管的结构、分类和符号一、晶体三极管的基本结构一、晶体三极管的基本结构1.1.三极管的外形三极管的外形测量电路如图测量电路如图2.1.3三极管内电流的分配和放大作用三极管内电流的分配和放大作用一、电流分配关系一、电流分配关系动画动画三极管的电流分配关系三极管的电流分配关系表表2.1.1调调节节电电位位器器，测测得得发发射射极极电电流流、基基极极电电流流和和集集电电极极电电流流的对应数据如表的对应数据如表2.1.1所示。所示。因因IB很小，则很小，则(2.1.2)(2.1.1)由表由表2.1.1可见，三极管中电流分配关系如下：可见，三极管中电流分配关系如下：IB/mA-0.00100.010.020.030.040.05IC/mA0.0010.010.561.141.742.332.91IE/mA00.010.571.161.772.372.96 ICEO越越小小，三三极极管管温温度度稳稳定定性性越越好好。硅硅管管的的温温度度稳稳定定性比锗管好。性比锗管好。说说明：明：1.时，时，。称为集电极称为集电极基极反向饱和电流，见图基极反向饱和电流，见图2.1.7(a)。一般。一般很小，与温度有关。很小，与温度有关。2.时，时，。称为集电极称为集电极发射极反向电流，又叫发射极反向电流，又叫穿透电流穿透电流，见图见图2.1.7(b)。二、晶体三极管的电流放大作用二、晶体三极管的电流放大作用IB/mA-0.00100.010.020.030.040.05IC/mA0.0010.010.561.141.742.332.91IE/mA00.010.571.161.772.372.96由表得出动画动画三极管的电流放大作用三极管的电流放大作用结论：结论：1三极管的电流放大作用三极管的电流放大作用基极电流基极电流微小的变化，微小的变化，引起集电极电流引起集电极电流较大变化。较大变化。2交流电流放大系数交流电流放大系数表示三极管放大交流电流的表示三极管放大交流电流的能力能力(2.1.3)3直流电流放大系数直流电流放大系数表示三极管放大直流电流的表示三极管放大直流电流的能力能力(2.1.4)4通常通常，所以可表示为，所以可表示为(2.1.5)考虑考虑ICEO，则，则(2.1.6)2.1.4三极管的输入和输出特性三极管的输入和输出特性集射极之间的电压集射极之间的电压VCE一定时，发射结电压一定时，发射结电压VBE与基极电流与基极电流IB之间的关系曲线。之间的关系曲线。一、共发射极输入特性曲线一、共发射极输入特性曲线动画动画三极管的输入特性三极管的输入特性5VBE与与IB成非线性关系。成非线性关系。由图可见：由图可见：1当当VCE2V时，特性曲线基本重合。时，特性曲线基本重合。2当当VBE很小时，很小时，IB等于零，等于零，三极管处于截止状态；三极管处于截止状态；3当当VBE大于门槛电压（硅管大于门槛电压（硅管约约0.5V，锗管约，锗管约0.2V）时，）时，IB逐渐增大，三极管开始导逐渐增大，三极管开始导通。通。4三极管导通后，三极管导通后，VBE基本不基本不变。硅管约为变。硅管约为0.7V，锗管，锗管约为约为0.3V，称为三极管的导，称为三极管的导通电压。通电压。图图2.1.9共发射极输入特性曲线共发射极输入特性曲线二、晶体三极管的输出特性曲线二、晶体三极管的输出特性曲线基极电流一定时，集、射极之间的电压与集电极电流基极电流一定时，集、射极之间的电压与集电极电流的关系曲线。的关系曲线。动画动画三极管的输出特性三极管的输出特性 在在放放大大状状态态，当当IB一一定定时时，IC不不随随VCE变变化化，即即放放大大状态的三极管具有恒流特性。状态的三极管具有恒流特性。输出特性曲线可分为三个工作区输出特性曲线可分为三个工作区:1.截止区截止区条件：条件：发射结反偏或两端电压为零。发射结反偏或两端电压为零。特点：特点：。2.饱和区饱和区条件：条件：发射结和集电结均为正偏。发射结和集电结均为正偏。特点：特点：。称为饱和管压降，小功率硅管约称为饱和管压降，小功率硅管约0.3V，锗管约为，锗管约为0.1V。3.放大区放大区条件：条件：发射结正偏，集电结反偏发射结正偏，集电结反偏特点：特点：IC受受IB控制控制，即，即。三极管的参数三极管的参数是表征管子的性能和适用范围的参考数据。是表征管子的性能和适用范围的参考数据。2.1.5三极管主要参数三极管主要参数电流放大系数一般在电流放大系数一般在10100之间。太小，放大能力弱，太大之间。太小，放大能力弱，太大易使管子性能不稳定。一般取易使管子性能不稳定。一般取3080为宜。为宜。2.2.交流放大系数交流放大系数1.1.直流放大系数直流放大系数一、共发射极电流放大系数一、共发射极电流放大系数1.集电极集电极基极反向饱和电流基极反向饱和电流ICBO。反向饱和电流随反向饱和电流随温度温度增加而增加，是管子工作状态增加而增加，是管子工作状态不稳定的主要因素。因此，常把它作为不稳定的主要因素。因此，常把它作为判断管子性能判断管子性能的的重要依据。重要依据。硅硅管管反向饱和电流反向饱和电流远远小小于于锗锗管，在温度变化管，在温度变化范围大的工作环境应选用硅管。范围大的工作环境应选用硅管。二、极间反向饱和电流二、极间反向饱和电流2.集电极集电极发射极反向饱和电流发射极反向饱和电流ICEO。(2.1.7)三、极限参数三、极限参数管管子子基基极极开开路路时时，集集电电极极和和发发射射极极之之间间的的最最大大允允许许电电压压。当当电电压压越越过过此此值值时时，管管子子将将发发生生电电压压击击穿穿，若若电电击击穿穿导致热击穿会损坏管子。导致热击穿会损坏管子。3.集电极集电极发射极间反向击穿电压发射极间反向击穿电压V(BR)CEO2.集电极最大允许耗散功率集电极最大允许耗散功率PCM1.集电极最大允许电流集电极最大允许电流ICM三极管工作时，当集电极电流超过三极管工作时，当集电极电流超过ICM时，管子性能将显时，管子性能将显著下降，并有可能烧坏管子。著下降，并有可能烧坏管子。当管子集电结两端电压与通过电流的乘积超过此值当管子集电结两端电压与通过电流的乘积超过此值时，管子性能变坏或烧毁。时，管子性能变坏或烧毁。图图2.1.11判别硅管和锗管的测试电路判别硅管和锗管的测试电路2.1.6三极管的简单测试三极管的简单测试一、硅管或锗管的判别一、硅管或锗管的判别当当V=0.10.3V时时为锗管。为锗管。当当V=0.60.7V时，时，为硅管为硅管图图2.1.12估测估测的电路的电路二、估计比较二、估计比较的大小的大小NPN管估测电路如图管估测电路如图2.1.12所示。所示。万万用用表表设设置置在在挡挡，测测量量并并比比较较开开关关S断断开开和和接接通通时时的的电电阻阻值值。前前后后两两个个读读数数相相差差越越大大，说说明明管管子子的的越高，即越高，即电流放大能力越大。电流放大能力越大。估测估测PNP管时，将万用表两只表笔对换位置。管时，将万用表两只表笔对换位置。NPN管管估估测测电电路路如如图图2.1.13所所示示。所所测测阻阻值值越越大大，说说明明管管子子的的越越小小。若若阻阻值值无无穷穷大大，三三极极管管开开路路；若阻值为零，三极管短路。若阻值为零，三极管短路。三、估测三、估测ICEO测测PNP型管时，红、黑表笔对调，方法同前。型管时，红、黑表笔对调，方法同前。图图2.1.13ICEO的估测的估测将将万万用用表表设设置置在在或或挡挡，用用黑黑表表笔笔和和任任一一管管脚脚相相接接（假假设设它它是是基基极极b b），红红表表笔笔分分别别和和另另外外两两个个管管脚脚相相接接，如如果果测测得得两两个个阻阻值值都都很很小小，则则黑黑表表笔笔所所连连接接的的就就是是基基极极，而而且且是是NPN型型的的管管子子。如如图图2.1.14（a a）所所示示。如如果果按按上上述述方方法法测测得得的的结结果果均均为为高高阻阻值值，则则黑黑表表笔笔所所连连接接的的是是PNP管管的的基基极极。如如图图2.1.14（b b）所示。）所示。四、四、NPN管型和管型和PNP管型的判断管型的判断图图2.1.14基极基极b b的判断的判断首首先先确确定定三三极极管管的的基基极极和和管管型型，然然后后采采用用估估测测值值的的方方法法判判断断c、e极极。方方法法是是先先假假定定一一个个待待定定电电极极为为集集电电极极（另另一一个个假假定定为为发发射射极极）接接入入电电路路，记记下下欧欧姆姆表表的的摆摆动动幅幅度度，然然后后再再把把两两个个待待定定电电极极对对调调一一下下接接入入电电路路，并并记记下下欧欧姆姆表表的的摆摆动动幅幅度度。摆摆动动幅幅度度大大的的一一次次，黑黑表表笔笔所所连连接接的的管管脚脚是是集集电电极极c，红红表表笔笔所所连连接接的的管管脚脚为为发发射射极极e，如如图图2.1.12所所示示。测测PNP管管时时，只只要要把把图图2.1.12电电路路中中红红、黑黑表表笔对调位置，仍照上述方法测试。笔对调位置，仍照上述方法测试。五、五、e、b、c三个管脚的判断三个管脚的判断图图2.1.12估测估测的电路的电路