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2021/2/6 * 三、半导体三极管及其特性 半导体三极管,也叫晶体三极管由两个PN结组成,具有放大作用,是放大电路的核心器件,由于工作时,多数载流子和少数载流子都参与运行,因此,三极管还被称为双极型晶体管（简称BJT）。 2021/2/6 * 几种常见三极管的实物外形 大功率三极管 功率三极管 普通塑封三极管 2021/2/6 * 三极管的分类 ① 按频率分 高频管 低频管 ② 按功率分 大功率管 中功率管 小功率管 ③ 按半导 体材料分 硅管 锗管 ④ 按结构 不同分 NPN型 PNP型 2021/2/6 * NPN型 发射区 集电区 基区 发射结 集电结 e 【Emitter】 c 【Collector】 b 发射极 集电极 基极 N N P 【Base】 电路符号: 三极管的结构 箭头方向:由P区→N区 通过三极管正向电流的方向 2021/2/6 * 发射区 集电区 基区 发射结 集电结 e c b 发射极 集电极 基极 P P N 电路符号: 箭头方向:由P区→N区 通过三极管正向电流的方向 PNP型 【Emitter】 【Collector】 【Base】 2021/2/6 * 结构特点: ? 发射区的掺杂浓度最高; ? 集电区掺杂浓度低于发射区,且面积大; ? 基区的掺杂浓度最低且很薄,一般在几个微米至几十个微米。 管芯结构剖面图 2021/2/6 * 三极管的特性 通过控制基极电流,能使三极管分别处于放大、截止和饱和三种工作状态。 1、三极管的放大作用 三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下,通过内部载流子的传输体现出来。 外部条件:发射结正偏,集电结反偏。 2021/2/6 * 发射区的多数载流子自由电子不断通过发射结扩散到基区,形成发射极电流Ｉe 电子在基区扩散与复合形成基极电流Ｉb,由于基区很薄,且空穴浓度很低,Ｉb很小。 电子被集电极收集形成集电极电流Ｉc 三极管内部载流子的传输过程 发射区:发射载流子 集电区:收集载流子 基区:传送和控制载流子 2021/2/6 * IC IB IE IE=IC+IB IB IC 集电极与基极电流的关系为: 共射电流放大倍数 三极管的电流放大作用 三极管三个极上的电流分配关系: β的值远大于1,通常在20~200范围内,只与管子的结构有关,与外加电压无关。 2021/2/6 * 放大是最基本的模拟信号处理功能 放大——是指把微小的、微弱的电信号不失真的进行放大,实现能量的控制和转换。 不失真——就是一个微弱的电信号通过放大器后,输出电压或电流的幅度得到了放大,但它随时间变化的规律不能变。 放大电路是模拟电路中最主要的电路,三极管是组成放大电路的核心元件。 具有放大特性的电子设备:收音机、电视机、手机、扩音器等等。 2021/2/6 * 利用三极管组成的放大电路,最常用的接法是:基极作为信号的输入端,集电极作为输出端,发射极作为输入回路、输出回路的共同端（共发射极接法） 调节偏流电阻RP的阻值,使三极管处于放大状态。此时,如果在基极加上一个较小的电信号,集电极就能通过一个放大了的电信号。放大所需的能量来自外加直流电源。 放大工作状态 2021/2/6 * 2、三极管的开关特性 调节偏流电阻RP的阻值,使基极的电流为零或很小时,三极管的两个PN结都处于反向偏置,集电极中没有电流通过,三极管处于截止状态,集电极与发射极之间电阻很大,相当开关断开。 截止工作状态 c b e 2021/2/6 * 调节偏流电阻RP的阻值,使基极电流充分大时,集电极电流也随之变得非常大,三极管的两个PN结则都处于正向偏置。集电极与发射极之间的电压很小,小到一定程度会削弱集电极收集电子的能力,这时Ｉb再增大,Ｉc也不能相应地增大了,三极管处于饱和状态,集电极和发射极之间电阻很小,相当开关接通。 饱和工作状态 2021/2/6 * 小 结 三极管是由两个PN结构成的,有NPN和PNP两种类型。 通过控制基极电流,能使三极管分别处于放大、截止和饱和三种工作状态,具有放大作用和开关特性。 三极管的放大作用,其实质是用一个微小电流Ｉb控制较大电流Ｉc和Ｉe,放大所需的能量来自外加直流电源。使三极管处于放大状态的条件是: 内部条件:发射区杂质浓度远大于基区杂质浓度,且基区很薄。 外部条件:发射结正向偏置,集电结反向偏置。 放大是模拟电路处理信号的主要方式,三极管是放大电路的核心元件。 三极管的开关特性。当控制Ｉb为零或很小时,三极管的两个PN结都处于反向偏置,Ｉc和Ｉe为零或很小,集电极与发射极之间电阻很大,三极管处于截止状态,相当开关断开。当Ｉb很大时,Ｉc和Ｉe也很