三極管田玉主講老師：電工電子技術

知識目標01

1.認識三極管結構、類型及參數2.認識三極管的伏安特性3.認識三極管的電流放大和開關作用能力目標021.會利用三極管導電特性分析三極管的應用

思政目標03建立內因與外因關系的辯證分析思維，同時啟迪我們要修好內功，在快速發展大環境下終會實施抱負

學習目標K知識引入劃時代的器件——半導體晶體管誕生:美國物理學家巴丁(J.Bardeen)、布拉頓(W.Brattain)、肖克利(W.B.Shockley),三位分享了1956年諾貝爾物理獎，成立的肖克利電子公司也就是現在聞名世界的硅谷NNP發射極E基極B集電極C發射結集電結—基區—發射區—集電區emitterbasecollectorPPNEBC分類：按材料分：硅管、鍺管按結構分：

NPN、PNP按使用頻率分：

低頻管、高頻管按功率分：小功率管<500mW中功率管0.5

1W大功率管>1WNPN型ECBPNP型ECB一、晶體三極管結構、分類及符號（一）晶體管結構及分類集電區體積較大，且為了順利收集邊緣載流子，摻雜濃度較低。基區做得很薄，一般為幾個微米，且摻雜濃度很低。發射區摻雜濃度很高，以便有足夠的載流子供“發射”。內部條件一、晶體三極管結構、分類及符號（一）晶體管結構及分類二、晶體三極管工作分析（一）電流放大NNPUBBRB＋－UCCRC＋－IEICIB(1)由于發射結正偏，發射區的多數載流子自由電子將不斷擴散到基區，并不斷從電源補充進電子，形成發射極電流IE。(2)由于基區很薄，且多數載流子濃度又很低，所以從發射區擴散過來的電子只有很少一部分和基區的空穴相復合形成基極電流IB。發射區向基區發射的電子數等于基區復合掉的電子與集電區收集的電子數之和，即：IE=IB+IC以NPN型為例（3）由于集電結反偏，且面積大，在外電場作用下大部分擴散到基區的電子漂移到集電區，形成較大的集電極電流IC，稱為三極管電流放大作用。二、晶體三極管工作分析（二）三極管靜態電流放大與動態放大IB/mA-0.00100.010.020.030.040.05IC/mA0.0010.010.561.141.742.332.91IE/mA00.010.571.161.772.372.961.

任何一列電流關系符合IE=IB+IC，IB<IC<IE,IC

IE。2.

當IB有微小變化時，

IC

較大，具有電流放大能力。3.

在表的第一列數據中，IE=0

（開路）時，IC=0.001mA=ICBO，

ICBO稱為反向飽和電流。4.在表的第二列數據中，IB=0（開路）時，IC=0.01mA=ICEO，

ICEO稱為穿透電流。β值稱為三極管的動態電流放大系數，三極管既有靜態電流放大又有動態電流放大。

二、晶體三極管工作分析（三）三極管開關作用當發射結正偏，集電結正偏，發射區發射電子，但集電結無法收集發射區發射到基區的電子，兩個PN結都正偏，電壓很小，近似為0，三極管處于飽和狀態，集射極間相當于短路----開關閉合當發射結反偏，集電結反偏，發射區發射電子為0，則基極和集電極電流都為0，這時在三個電極只有很小反向漂移電流，視為0，三極管處于截止狀態，集射極間相當于開路----開關斷開三極管有電流放大作用和開關作用，取決于外部條件給與發射結和集電結的偏置電壓，這兩種作用的應用形成了模擬電子技術和數字電子技術兩個學科。ECBceECBec二、晶體三極管工作分析三極管有電流放大作用和開關作用，取決于外部條件。學與悟三極管可實現放大和開關作用，這是內因，作為事物的根本，在不同外因條件下發揮不同作用，啟發我們建立辯證分析思維，同時啟迪我們要修好內功，在快速發展大環境下終會實施抱負。三、晶體三極管特性（一）輸入特性曲線特性曲線是指各極電壓與電流之間的關系曲線，是三極管內部載流子運動的外部表現。輸入特性是指在晶體管輸出端電壓為常數時，輸入端電壓與電流函數關系所反映出來的特性。對于小功率晶體管，UCE等于1V的一條輸入特性曲線可以取代UCE大于1V的所有輸入特性曲線。當發射結電壓由0逐漸增大，發射結正向導通，與二極管的正向特性非常相似導通電壓UBE取0.7V取0.3VSi管：Ge管：先把IB調到某一固定值保持不變。當IB不變時，輸出回路中的電流IC與管子輸出端電壓UCE之間的關系曲線稱為輸出特性。然后調節UCC使UCE從0增大，觀察毫安表中IC的變化并記錄下來。UCEUBBUCCRC++RBICIBUBEmAAIE根據記錄可給出IC隨UCE變化的伏安特性曲線，此曲線就是晶體管的輸出特性曲線。IBUCE/VIC

/mA0三、晶體三極管特性（二）輸出特性曲線UBBUCCRC++RBICIBUBEmAAIE再調節IB1至另一稍小的固定值上保持不變。仍然調節UCC使UCE從0增大，繼續觀察毫安表中IC的變化并記錄下來。UCE根據電壓、電流的記錄值可繪出另一條IC隨UCE變化的伏安特性曲線，此曲線較前面的稍低些。UCE/VIC

/mA0IBIB1IB2IB3IB=0如此不斷重復上述過程，我們即可得到不同基極電流IB對應相應IC、UCE數值的一組輸出特性曲線。輸出曲線開始部分很陡，說明IC隨UCE的增加而急劇增大。當UCE增至一定數值時(一般小于1V)，輸出特性曲線變得平坦，表明IC基本上不再隨UCE而變化。這被稱為恒流特性。（二）輸出特性曲線當IB一定時，從發射區擴散到基區的電子數大致一定。當UCE超過1V以后，這些電子的絕大部分被拉入集電區而形成集電極電流IC

。之后即使UCE繼續增大，集電極電流IC也不會再有明顯的增加，集射極間表現出恒流特性。UCE/VIC

/mA020AIB=040A60AIB=100A80A43211.52.3當IB增大時，相應IC也增大，輸出特性曲線上移，且IC增大的幅度比對應IB大得多。這一點正是晶體管的動態電流放大作用。從輸出特性曲線可求出三極管的電流放大系數β。ΔIB=40A取任意兩條特性曲線上的平坦段，讀出其基極電流之差；再讀出這兩條曲線對應的集電極電流之差ΔIC=1.3mA；ΔIC于是我們可得到三極管的電流放大倍數：

β=ΔIC/ΔIB=1.3÷0.04=32.5（二）輸出特性曲線UCE/VIC

/mA020AIB=040A60AIB=100A80A43211.52.3輸出特性曲線上一般可分為三個區飽和區。當發射結和集電結均為正向偏置時，三極管處于飽和狀態。此時集電極電流IC與基極電流IB之間不再成比例關系，IC幾乎不隨IB的變化而變化，達到飽和截止區。當發射結和集電結均為反向偏置時，基極電流IB等于0，晶體管處于截止狀態。IC和

IE也近似為0，這時三個電極有很小反向飽和電流。放大區晶體管工作在放大狀態時，發射結正偏，集電結反偏。在放大區，集電極電流與基極電流之間成β倍的數量關系，即晶體管在放大區時具有電流放大作用。（二）輸出特性曲線1.電流放大系數極限參數2.集電極最大允許電流ICMUCE/VIC

/mA0IB=043211.52.33.反向擊穿電壓U(BR)CEOcebUC