第五讲、双极性晶体管

第一节、晶体管的结构和工作原理

1、 晶体管，是一种把输入电流进行放大的半导体元器件
2、 两种类型：b-base,e-emieter,c-collcctor
三个极，三个区，两个结

第二节、晶体管的放大原理

1、 以NPN为例

表面上看NPN三极管似乎就是两个二极管反接形成的，实际上，我们对电路分析就可以发现，如果用两个二极管连接是无法实现放大功能的。所以晶体管的放大是有一定条件的。$\color{red}必须保证外部偏置条件和内部结构。$必须保证外部偏置条件和内部结构。
2、 晶体管的内部条件

a、B基极中的P中，掺杂浓度低，多子空穴少，主要作用传送，控制载流子。
b、E发射区中的N中，掺杂浓度高，*电子浓度高，主要发射载流子。
c、C集电极中N中，面积最大，主要收集载流子。
3、 外部条件
$\color{red}发射结正偏，集电结反偏。$发射结正偏，集电结反偏。

4、 内部载流子运动规律和参数定义
a、运动规律

$\color{SKYBLUE}I_E=I_{EN}+I_{EP}=I_{CN}+I_{BN}+I{EP}$IE​=IEN​+IEP​=ICN​+IBN​+IEP
$\color{SKYBLUE}I_C=I_{CN}+I_{CBO}$IC​=ICN​+ICBO​
$\color{SKYBLUE}I_B=I_{BN}+I_{EP}-I_{CBO}$IB​=IBN​+IEP​−ICBO​
$\color{RED}I_E=I_B+I_C$IE​=IB​+IC​
$I_E在B极和C极之间的分配比例主要取决于基区带宽、发射区多子浓度$IE​在B极和C极之间的分配比例主要取决于基区带宽、发射区多子浓度
b、参数定义
$\color{RED}\overline{\alpha}=\frac{I_C}{I_E}$α=IE​IC​​ $\overline{\alpha}$α称为共基极直流电流放大系数，$\overline{\alpha}$α小于1而接近1
$\color{RED}\overline{\beta}=\frac{I_C}{I_B}$β​=IB​IC​​ $\overline{\beta}$β​称为共发射极直流电流放大系数。$\color{RED}\overline{\beta}=\frac{\overline{\alpha}}{1-\overline{\alpha}}$β​=1−αα​
重要结论
1、外部条件： 发射结正偏，集电结反偏。
2、电流分配关系
a、$I_E=I_B+I_C$IE​=IB​+IC​
b、$I_C>>I_B$IC​>>IB​，$I_E\approx I_C$IE​≈IC​
c、$I_C=\overline{\beta}I_B$IC​=β​IB​，$I_C=\overline{\alpha}I_E$IC​=αIE​，$\overline{\beta}=\frac{\overline{\alpha}}{1-\overline{\alpha}}$β​=1−αα​
3、小电流撬动大电流。
4、电流放大系数只与管子的结构尺寸和掺杂浓度有关，与外加电压无关。

第三讲、晶体管的伏安特性

1、晶体管的伏安特性： 管子各电极电压与电流的关系曲线，是管子内部载流子运动的外部表现，反反映了晶体管的性能。

a、输入特性曲线
对与小功率晶体管，$U_{CE}$UCE​ 大于1V的一条输入特性曲线可以取代所有$U_{CE}$UCE​ 大于1V的输入特性曲线

b、输出特性曲线

第四讲、晶体管工作区

1、 放大区
条件：发射结正偏，集电结反偏
也称为恒流区：$i_C=\overline{\beta}i_B$iC​=β​iB​，$i_C=\overline{\alpha}i_E$iC​=αiE​

2、 截止区
条件：发射结与集电结都反偏
$i_B=0$iB​=0一下区域为截止区，有$i_C\approx0$iC​≈0

3 饱和区
条件：发射结与集电结都正偏
$U_{CE}<U_{BE}$UCE​<UBE​，$U_{CE}\approx0$UCE​≈0，$i_{C}<\beta i_{B}$iC​<βiB​

4、 典型值

5、 晶体管工作状态判定