1、精選優質文檔-傾情為你奉上三極管的放大作用下面以NPN型三極管為例，來討論三極管的放大作用。圖a所示的NPN三極管的結構，由于內部存在兩個PN結，表面看來，似乎相當于兩個二極管背靠背地串聯在一起，如下左圖所示，但是假設將兩個單獨的二極管如下右圖所示地連接起來，將會發現它們并不具有放大作用。為了使三極管實現放大，還必須由三極管的內部結構和外部所加電源的極性兩方面的條件來保證。 從三極管的內部結構來看，主要有兩個持點。第一，發射區進行高摻雜，因而其中的多數載流子濃度很高。NPN三極管的發射區為N型，（其中的多子是電子），所以電子的濃度很高。第二，基區做得很薄，通常只有幾微米到幾十微米，而且摻雜比較

2、少，則基區中多子的濃度很低。NPN三極管的基區為P型，（其中的多子空穴）的濃度相對很低。三極管放大的外部條件：外加電源的極性應使發射結處于正向偏置狀態，而集電結處于反向偏置狀態。1發射 由于發射結正向偏置，因而外加電場有利于多數載流子的擴散運動。又因為發射區的多子電子的濃度很高，于是發射區發射出大量的電子。這些電子越過發射結到達基區，形成電子電流。因為電子帶負電，所以電子電流的方向與電子流動的方向相反，見圖1.3.5(a)和(b)。與此同時，基區中的多子空穴也向發射區擴散而形成空穴電流，上述電子電流和空穴電流的總和就是發射極電流。由于基區中空穴的濃度比發射區中電子的濃度低得多，因此與電子電流相

3、比，空穴電流可以忽略，可以認為，主要由發射區發射的電子電流所產生。 圖1.3.5 三極管中載流子的運動和電流關系(a)載流子的運動 (b)各極電流關系 2. 復合和擴散 電子到達基區后，因為基區為P型，其中的多子是空穴，所以從發射區擴散過來的電子和空穴產生復合運動而形成基極電流，基區被復合掉的空穴由外電源不斷進行補充。但是，因為基區空穴的濃度比較低，而且基區很薄，所以，到達基區的電子與空穴復合的機會很少，因而基極電流比發射極電流小得多。大多數電子在基區中繼續擴散，到達靠近集電結的一側。 一、輸人特性當不變時，輸入回路中的電流與電壓之間的關系曲線稱為輸入特性， ，當=0時，從三極管的輸入回路看，

4、基極和發射極之間相當于兩個PN結發射結和集電結)并聯，如圖 (b)所示。所以，當b、e之間加上正向電壓時，三極管的輸入特性應為兩個二極管并聯后的正向伏安特性，見圖中左邊一條特性。 =0時三極管的輸入回路 當0時，這個電壓的極性將有利于將發射區擴散到基區的電子收集到集電極。如果，則三極管的發射結正向偏置，集電結反向偏置，三極管處于放大狀態。此時發射區發射的電子只有一小部分在基區與空穴復合，成為，大部分將集電極收集，成為。所以，與=0時相比，在同樣的之下，基極電流將大大減小，結果輸入特性將右移，見圖1.3.8中右邊一條特性。當繼續增大時，嚴格地說，輸入特性應繼續右移。但是，當大于某一數值(例如1V

5、 )以后，在一定的之下，集電極的反向偏置電壓已足以將注入基區的電子基本上都收集到集電極，即使再增大，也不會減小很多。因此，大于某一數值以后，不同的各條輸入特性十分密集，幾乎重疊在起，所以，常常用大丁1V時的一條輸入特性(例如2V)來代表更高的情況。 在實際的放大電路中，三極管的一般都大于零，因而大于1V時的輸入特性更有實用意義。三極管的輸入特性 二、輸出特性當不變時，輸出回路中的電流與電壓之間的關系曲線稱為輸出特性 在輸出特性曲線上可以劃分為三個區域：截止區、放大區和飽和區。下面分別進行介紹。 三極管的輸出特性 1. 截止區一般將的區域稱為截止區，在圖中為0的一條曲線以下的部分此時發射結和集電

6、結都反偏，此時也近似為零。由于管子的各極電流都基本上等于零，所以三極管處于截止狀想，沒有放大作用。 其實當=0時，集電極回路的電流并不真正為零，而是有一個較小的穿透電流。一般硅三極管的穿透電流較小，通常小于1A，所以在輸出持性曲線上無法表示出來。鍺三極管的穿透電流較大，約為幾十幾百微安?？梢哉J為當發射結反向偏置時，發射區不再向基區注入電子，則三極管處于截止狀態。所以，在截止區，三極管的發射結和集電結部處于反向偏置狀態。對于NPN三極管來說，此時<0，<0。 2放大區在放大區內，各條輸出特性曲線比較平坦，近似為水平的直線，表示當一定時，的值基本上不隨而變化。而當基極電流有一個微小的變

7、化量時，相應的集電極電流將產生較大的變化最，比放大倍，即 這個表達式體現了三極管的電流放大作用。在放大區，三極管的發時結正向偏置，集電結反向偏置。對于NPN三極管來說，0，而<0。3.飽和區圖1.3.9中靠近縱坐標的附近，各條輸出特性曲線的上升部分屬于三極管的飽和區，見圖中縱坐標附近虛線以左的部分。在這個區域，不同值的各條特性曲線幾乎重疊在起，十分密集。也就是說，當較小時，管子的集電極電流基本上不隨基極電流而變化，這種現象稱為飽和。在飽和區，三極管失去了放大作用，此時不能用放大區中的來描述和的關系。一般認為，當=，即0時，三極管達到臨界飽和狀態。當<時稱為過飽和。三極管飽和時的管壓降用表示，一般小功率硅三極管的飽和管壓降0.4V。三極管工作在飽和區時，發射結和集電結都處于正向偏置狀態。對與NPN三極管來說，>0，>0。 以上介紹了三極管的輸入特性和輸出特性。管子的特性曲線和參數是根據需要選用三極管的主要依據。各種型號三極管的特性曲線可從半導體器件手冊查得。如欲測試某個管子的特性曲線，除了逐點測試以外，還可利用專用的晶體管特性圖示儀，它能夠在熒光屏上完整地顯示三極管的特性曲線族。 三極管的主要參數一、電流放大系數三極管的電流放大系數是表征管子放大作用大小的參數。綜合前面的討論，有以下幾個參數：1.