2022-2023学年高二物理竞赛课件：半导体三极管

2023-06-10

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半导体三极管半导体三极管基本结构 N N P 基极发射极集电极 NPN型 B E C B E C PNP型 P P N 基极发射极集电极符号： B E C IB IE IC B E C IB IE IC NPN型三极管 PNP型三极管下一页总目录章目录返回上一页 1. 输入特性特点:非线性死区电压：硅管0.5V，锗管0.1V。正常工作时发射结电压： NPN型硅管 UBE  0.6~0.7V PNP型锗管 UBE  0.2 ~  0.3V IB(A) UBE(V) 20 40 60 80 0.4 0.8 UCE1V O 下一页总目录章目录返回上一页 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 放大区输出特性曲线通常分三个工作区： (1) 放大区在放大区有 IC= IB ，也称为线性区，具有恒流特性。在放大区，发射结处于正向偏置、集电结处于反向偏置，晶体管工作于放大状态。下一页总目录章目录返回上一页 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 （2）截止区 IB < 0 以下区域为截止区，有 IC  0 。在截止区发射结处于反向偏置，集电结处于反向偏置，晶体管工作于截止状态。饱和区截止区（3）饱和区当UCE UBE时，晶体管工作于饱和状态。在饱和区，IB IC，发射结处于正向偏置，集电结也处于正偏。深度饱和时，硅管UCES  0.3V，锗管UCES  0.1V。下一页总目录章目录返回上一页特性曲线即管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流子运动的外部表现，反映了晶体管的性能，是分析放大电路的依据。为什么要研究特性曲线： 1）直观地分析管子的工作状态 2）合理地选择偏置电路的参数，设计性能良好的电路重点讨论应用最广泛的共发射极接法的特性曲线下一页总目录章目录返回上一页 14.5.4 主要参数 1. 电流放大系数， 直流电流放大系数交流电流放大系数当晶体管接成发射极电路时，表示晶体管特性的数据称为晶体管的参数，晶体管的参数也是设计电路、选用晶体管的依据。注意：和 的含义不同，但在特性曲线近于平行等距并且ICE0 较小的情况下，两者数值接近。常用晶体管的 值在20 ~ 200之间。下一页总目录章目录返回上一页例：在UCE= 6 V时，在 Q1 点IB=40A, IC=1.5mA；在 Q2 点IB=60 A, IC=2.3mA。在以后的计算中，一般作近似处理： = 。 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 Q1 Q2 在 Q1 点，有由 Q1 和Q2点，得下一页总目录章目录返回上一页 2.集-基极反向截止电流 ICBO ICBO是由少数载流子的漂移运动所形成的电流，受温度的影响大。温度ICBO ICBO A + – EC 3.集-射极反向截止电流(穿透电流)ICEO A ICEO IB=0 + – ICEO受温度的影响大。温度ICEO，所以IC也相应增加。三极管的温度特性较差。下一页总目录章目录返回上一页 4. 集电极最大允许电流 ICM 5. 集-射极反向击穿电压U(BR)CEO 集电极电流 IC上升会导致三极管的值的下降，当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为 ICM。当集—射极之间的电压UCE 超过一定的数值时，三极管就会被击穿。手册上给出的数值是25C、基极开路时的击穿电压U(BR) CEO。 6. 集电极最大允许耗散功耗PCM PCM取决于三极管允许的温升，消耗功率过大，温升过高会烧坏三极管。 PC  PCM =IC UCE 硅管允许结温约为150C，锗管约为7090C。下一页总目录章目录返回上一页 10 ICUCE=PCM ICM U(BR)CEO 安全工作区由三个极限参数可画出三极管的安全工作区 IC UCE O 下一页总目录章目录返回上一页晶体管参数与温度的关系 1、温度每增加10C，ICBO增大一倍。硅管优于锗管。 2、温度每升高 1C

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