模拟电子技术基础笔记(4)——晶体三极管
目錄
晶體管的結構和符號
晶體管的放大原理
晶體管的共射輸入特性和輸出特性
1、輸入特性
2、輸出特性
3、晶體管的三個工作區域
溫度對晶體管特性的影響
主要參數
晶體管的結構和符號
孔的作用:散熱或便于安裝散熱器。
晶體管有三個極、三個區、兩個PN結。發射區的多子濃度高;基區的多子濃度很低,且很薄;集電區面積大。
發射結箭頭的方向代表發射結正偏電流的方向。
晶體管的放大原理
放大的條件:(發射結正偏);,即(集電結反偏)。
因發射區多子濃度高使大量電子從發射區擴散到基區(,發射結正偏,加劇擴散運動)。因基區薄且多子濃度低,使極少數擴散到基區的電子與空穴復合()。因集電區面積大,大部分從發射區擴散到基區的電子在外電場作用下漂移到集電區,被集電極收集形成集電極電子電流(,集電結反偏,加劇漂移運動)。
主流部分:擴散運動形成發射極電流,復合運動形成基極電流,漂移運動形成集電極電流。
支流部分:基區的空穴向發射區擴散,形成空穴電流。漂移運動是雙向的,集電結少數載流子(集電區少子——空穴、基區少子——自由電子)因擴散運動形成了集電結的反向飽和電流。
電流分配:
直流電流放大系數:
交流電流放大系數:
集電結反向電流:
穿透電流:(基極開路,此時仍有發射結正偏,集電結反偏,穿透電流的大小與集電結單向導電性的性能好壞有關,是衡量三極管質量的一個重要參數)
晶體管的共射輸入特性和輸出特性
基本共射放大電路1、輸入特性
,集電極和發射極之間短路,此時晶體管等效于一個PN結,所以輸入特性像PN結的伏安特性。
增大,集電結收集電子的能力增強,若想要保持不變,則發射結需要發射更多的電子,即要增大。
增大到一定程度,集電結收集電子的數目增大的不明顯,從外部看,增大到一定值,曲線右移就不明顯了。因此,對于小功率晶體管,大于1V的一條輸入特性曲線可以取代大于1V的所有輸入特性曲線。
2、輸出特性
,不是常數,當特別小或特別大時,會減小。
理想晶體管:沒有穿透電流,處處相等,此時。
3、晶體管的三個工作區域
b、e之間的電壓,判斷晶體管是導通還是截止;導通后,還要判斷是放大還是飽和。飽和還是放大,從兩個角度去判斷:與之間的關系,是否大于(使得晶體管剛飽和時注入到基極的電流),如果是放大,則;從管壓降的角度,當,晶體管截止,放大時,發射結正偏,集電結反偏,c點的電位>b點的電位>e點的電位,當c點的電位=b點的電位,稱此時的晶體管處于臨界放大狀態或臨界飽和狀態,如果c點的電位<b點的電位,則晶體管飽和。當集電結零偏,則晶體管進入飽和區。
| 狀態 | |||
| 截止 | |||
| 放大 | |||
| 飽和 |
晶體管工作在放大狀態時,輸出回路的電流幾乎僅僅決定于輸入回路的電流,即可將輸出回路等效為電流控制的電流源。?
溫度對晶體管特性的影響
?T(℃)升高——>載流子更活潑,、增大,增大——>不變時增大,即不變時減小
溫度升高,導致集電極的電流增大。
主要參數
直流參數:、、、
交流參數:(隨著頻率增加而下降,使的信號頻率)、、
極限參數:(最大集電極電流,當集電極電流增大到一定程度時,就要下降,當值下降到線性放大區值的2/3時對應的最大集電極電流;當時,并不代表三極管會損壞,只是管子的放大倍數降低)、
(最大集電極耗散功率,發射結正偏,呈低阻,因而功耗主要集中在集電結上,計算時往往用取代)、
反向擊穿電壓(最大反向電壓):O代表Open,表示開路;S代表Short,表示短路;R代表Resistance,表示電阻。,
?
晶體三極管的安全工作區總結
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