2022-2023学年高二物理竞赛课件：双极型晶体管

双极型晶体管 晶体管的结构和类型 双极型晶体管 (1) NPN型 符号： (2) PNP型 C 集电极 B 基极 E 发射极 集电区 N P基区 发射区 N 集电结 发射结 E B C E B C 符号： C 集电极 B 基极 E 发射极 集电区 P N基区 发射区 P 集电结 发射结 IE IE IB IB 稳压管正常工作时加反向电压 使用时要加限流电阻 稳压管反向击穿后，电流变化很大，但其两端电压变化很小，利用此特性，稳压管在电路中实现稳压作用。 (2)伏安特性 (1)符号 _ + 反向特性 曲线很陡 正向特性与 普通二极管相同 I UZ IZ IZ IZM U UZ 正负对称限幅电路: 已知ui=5sinωt (V)，二极管导通电压UD＝0.7V。试画出ui与uo波形，并标出幅值。 例： 双极型晶体管 晶体管的结构和类型 很薄且掺杂浓度最低 掺杂浓度最高 结构特点： 掺杂浓度次之 这些结构特点是它具有电流放大作用的内在条件。 C 集电极 B 基极 E 发射极 集电区 N P基区 发射区 N 集电结 发射结 晶体管的放大原理 双极型晶体管 发射结偏置 集电结偏置 工作状态 应用 正偏 反偏 放大 放大电路 正偏 饱和 开关电路 反偏 反偏 截止 开关电路 表1-1 晶体管工作状态及其外部条件 晶体管的放大原理 双极型晶体管 发射结正偏、集电结反偏 b)对 PNP 型三极管 发射结正偏 VB<VE 集电结反偏 VC<VB 从电位的角度看： a)对 NPN 型三极管 发射结正偏 VB>VE 集电结反偏 VC>VB 即 VC> VB>VE 集电极电位最高 即 VE> VB>VC 发射极电位最高 B E C N N P EB RB EC RC IE IC IB B E C P P N EB RB EC RC IE IC IB 共发射极放大电路 UBE=0.3V,0.7V UBE= -0.3V,-0.7V (1)放大工作条件 晶体管的放大原理 双极型晶体管 (2)电流放大作用 输入回路 输出回路 　发射极是输入回路、输出回路的公共端 共发射极放大电路 晶体管的放大原理 双极型晶体管 (2)电流放大作用 IB(mA) IC(mA) IE(mA) 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.01 0.70 1.50 2.30 3.10 3.95 0.01 0.72 1.54 2.36 3.18 4.05 1）三电极电流关系 IE = IB + IC 2） IC  IB ， IC = βIB 3） IC  IB， IC = βIB 基极电流的微小变化IB能够引起较大的集电极电流变化IC,这就是三极管的电流放大作用。 晶体管的伏安特性 极型晶体管 (1)输入特性 特点:非线性 正常工作时发射结电压： NPN型硅管，UBE ≈ 0.7V PNP型锗管，UBE ≈  0.3V IB(A) UBE(V) 20 40 60 80 0.4 0.8 UCE1V O 晶体管的伏安特性 双极型晶体管 (2)输出特性 IB=0 20A 40A 60A 80A 100A 3 6 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 9 12 O 输出特性曲线通常分三个工作区： 晶体管的伏安特性 双极型晶体管 (2)输出特性 IB=0 20A 40A 60A 80A 100A 3 6 IC(mA ) 1 2 3 4 UCE(V) 9 12 0 放大区 在放大区有 IC= IB ，称为线性区，具有恒流特性。 发射结正偏、集电结反偏，晶体管工作于放大状态。 截止区 IB = 0 以下区域，有 IC  0 。 发射结、集电结均反偏，晶体管工作在截止状态。 饱和区 当UCE UBE时，晶体管工作在饱和状态。 IC <IB 发射结、集电结均正偏。 深度饱和时， 硅管UCES  0.3V， 锗管UCES  0.1V。 饱和区 截止区 UCES 放大区 $