2022-2023学年高二物理竞赛课件：三极管的电流放大作用

三极管的电流放大作用　　　 三极管的电流放大作用　　　 以 NPN 型三极管为例讨论 c N N P e b b e c 表面看 　若实现放大，必须从内部结构和外部所加电源的极性来保证 　不具备放大作用 b e c Rc Rb 三极管中载流子运动过程 I E IB 　　1. 发射　发射区的电子越过发射结扩散到基区，基区的空穴扩散到发射区—形成发射极电流 IE (基区多子数目较少，空穴电流可忽略) 　　2. 复合和扩散　电子到达基区，少数与空穴复合形成基极电流 Ibn，复合掉的空穴由 VBB 补充 　　多数电子在基区继续扩散，到达集电结的一侧。 b e c I E I B Rc Rb 　3. 收集　集电结反偏，有利于收集基区扩散过来的电子而形成集电极电流 Icn 其能量来自外接电源 VCC I C 　　另外，集电区和基区的少子在外电场的作用下将进行漂移运动而形成反向饱和电流，用ICBO表示。 ICBO b e c e Rc Rb 三极管的电流分配关系 IEp ICBO IE IC IB IEn IBn ICn IC = ICn + ICBO IE = ICn + IBn + IEp 　= IEn+ IEp 一般要求 ICn 在 IE 中占的比例尽量大。而二者之比称共基直流电流放大系数，即 一般可达 0.95 ~ 0.99 三个极的电流之间满足节点电流定律，即 IE = IC + IB 代入(1)式，得 其中： 　　共射直流电流放大系数 上式中的后一项常用 ICEO 表示，ICEO 称穿透电流。 当 ICEO<< IC 时，忽略 ICEO，则由上式可得 　　共射直流电流放大系数 近似等于 IC 与 IB 之比。 一般 值约为几十 ~ 几百。 三极管的电流分配关系 一组三极管电流关系典型数据 IB/mA -0.001 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 IC/mA 0.001 0.01 0.56 1.14 1.74 2.33 2.91 IE/mA 0 0.01 0.57 1.16 1.77 2.37 2.96 1. 任何一列电流关系符合 IE = IC + IB，IB< IC< IE, IC  IE。 2. 当 IB 有微小变化时,  IC 较大：三极管具有电流放大作用 3. 共射电流放大系数 共基电流放大系数 +ICEO 　　根据  和  的定义 故  与  两个参数之间满足以下关系： 　　直流参数 与交流参数 、  的含义是不同的，但是，对于大多数三极管来说， 与 ，  与 的数值却差别不大，计算中，可不将它们严格区分。 IB/mA -0.001 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 IC/mA 0.001 0.01 0.56 1.14 1.74 2.33 2.91 IE/mA 0 0.01 0.57 1.16 1.77 2.37 2.96 4. 在表的第一列数据中，IE = 0 时，IC = 0.001 mA = ICBO，ICBO 称为反向饱和电流。 在表的第二列数据中， I B = 0，IC = 0.01 mA = ICEO， 称为穿透电流。 +ICEO 1、发射结正偏电压uBE对各极电流的作用——正向控制作用 BJT的结偏置电压与各极电流的关系 b c e RC EC EB Rb iB iC iE uBE uCB 两者是指数关系。 BJT各个电极的电流iE 、iC 、iB与uBE都是指数关系 基区 发射结 集电结 发射区 集电区 E B C 2、集电结反偏电压uCB对各极电流的影响  集电结宽度  基区有效宽度 这种由集电结反偏电压变化引起基区宽度变化，从而影响各极电流的现象称为基区宽调效应或厄利（Early）效应。  空穴复合机会 $