2022-2023学年高二物理竞赛课件：半导体三极管

半导体三极管 2 例题、习题、作业 三极管的主要参数 三极管的特性曲线 三极管放大的原理 三极管的基本结构 第三章 半导体三极管及其放大电路（1） 3 BJT的几种常见外形 第三章 半导体三极管及其放大电路（1） 4 基区 发射区 集电区 发射极 Emitter 集电极Collector 基极Base 一、三极管的结构和符号 发射结(Je) 集电结(Jc) PNP NPN 符号中箭头的方向表示…… 第三章 半导体三极管及其放大电路（1） 5 基区 发射区 集电区 复合部分电子，控制 传送比例 收集载流子(电子) 发射载流子(电子) 第三章 半导体三极管及其放大电路（1） 6 二、三极管放大的原理 发射结 正偏 集电结 反偏 掺杂浓度最高 掺杂浓度低于 发射区且面积大 掺杂浓度远低于 发射区且很薄 内部条件： 基区 发射区 集电区 外部条件： 第三章 半导体三极管及其放大电路（1） 7 内部载流子的传输过程 三极管的放大作用是通过载流子的传输体现出来的。 发射区向基区注入电子； 电子在基区中扩散和复合； 集电区收集扩散来的电子； 本质是电流分配! VEE VCC 第三章 半导体三极管及其放大电路（1） 8 根据传输过程可知 IE =IB+ IC (1) IC= InC+ ICBO (2) IB= IB’ - ICBO (3) 定义 通常 IC >> ICBO 则有 所以  为共基极电流放大系数，它只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。一般  = 0.90.99 硅：0.1A；锗：10A 第三章 半导体三极管及其放大电路（1） 9 RL e c b 1k VEE VCC IB IE IC VEB +vEB 放大电路 +iE ii + - vI +iC +iB vO + - io 问题：放大作用如何实现？ 关键： iC与iE的关系如何？ 第三章 半导体三极管及其放大电路（1） 10 RL e c b 1k VEE VCC IB IE IC VEB +vEB 放大电路 +iE ii + - vI +iC +iB vO + - io 图 3.1.5 简单放大电路  = 0.98 vI = 20mV iE = 1mA iC =  iE vO = iC• RL vO = 0.98 V 非线性 iC = 0.98mA iB = 20A 电压放大倍数： Ri= vI / iE =20 输入电阻： 实现了电压放大， 但是电流没有放大。 第三章 半导体三极管及其放大电路（1） 11 共集电极接法，集电极作为公共电极，用CC表示; 共基极接法，基极作为公共电极，用CB表示。 共发射极接法，发射极作为公共电极，用CE表示； 三极管（放大电路）的三种组态 第三章 半导体三极管及其放大电路（1） 12 共射极连接方式 问题：能否满足三极管放大的外部条件？ 发射结正偏 VBE =VBB VBC = -（VCE - VBE ）<0 集电结反偏 （ VCE > VBE） 放大电路 第三章 半导体三极管及其放大电路（1） c b e N P N N P N c b e c b e N P N N P N c b e N P N N P N c b e c – – VBB RL e VBE b + VCC IB IC IE + VCE + – I