双极型晶体管的结构_工作原理及特性曲线

　　双极型晶体管

　　双极型晶体管一般有三个电极（即三个引出脚），按工作性质可以分为高、低频晶体三极管；大功率、中功率和小功率晶体三极管；用作信号放大用的三极管和用作开关的三极管。按材料分为锗三极管和硅三极管，由于硅三极管稳定性较好，所以大部分的三极管都是用硅材料做的。

　　双极型晶体管的结构

　　双极型晶体管是由两个靠的很近的背靠背的PN结构成。一般分为PNP和NPN型两种，具体结构如下图所示。无论是NPN型或是PNP型的三极管，它们均包含三个区：发射区、基区和集电区，并相应地引出三个电极：发射极（e）、基极（b）和集电极（c）。同时，在三个区的两两交界处，形成两个PN结，分别称为发射结和集电结。

　　当然为了得到性能优良的晶体管，必须保证管内的结构：发射区相对基区要重掺杂；基区要控制的窄一些；集电极面积要大于发射极的面积。

　　晶体管的工作原理

　　1.放大作用

　　产生放大作用的条件是发射结正偏，集电结反偏（NPN）。其基本原理是，在这种状态   流子的运动轨迹为：

　　a）发射区向基区注入电子，形成发射极电流iE

　　b）电子在基区中的扩散与复合，形成基极电流iB

　　c）集电区收集扩散过来的电子，形成集电极电流iC

　　2.电流分配关系

　　集电极电流IC由两部分组成：Icn和ICBO，前者是由发射区的电子被集电极收集后形成的，后者是由集电极区和基区的少数载流子漂移运动形成的，称为反向饱和电流。

　　晶体管的特性曲线

　　1. 输入特性曲线

　　当Uce不变时，输入回路中的电流Ib和电压Ub之间的关系曲线，就成为输入特性曲线，其常见的输入特性曲线可见下图：

　　1. 输出特性曲线

　　当Ib不变时，输出回路中的电流Ic与电压Uce之间的关系曲线成为输出特性。

　　具体见下图：

　　（1）截止区：一般将IB≤0的区域称为截止区，在图中为Ib=0的一条曲线的以下部分。此时Ic也近似为零。由于各极电流都基本上等于零，因而此时三极管没有放大作用。

　　（2）放大区：此时发射结正向运用，集电结反向运用。在曲线上是比较平坦的部分，表示当IB 一定时，Ic的值基本上不随Uce而变化。在这个区域内，当基极电流发生微小的变化量时，相应的集电极电流将产生较大的变化就体现了三极管的电流放大作用。

　　（3）饱和区：曲线靠近纵轴附近，各条输出特性曲线的上升部分属于饱和区。在这个区域，不同IB值的各条特性曲线几乎重叠在一起，即当 UCE较小时，管子的集电极电流IC基本上不随基极电流IB 而变化，这种现象称为饱和。此时三极管失去了放大作用。

　　双极型晶体管的主要参数

　　1. 电流放大系数；

　　2. 极间反向电流iCBO、iCEO，极间反向电流越小，管子稳定性越好。、

　　3. 极限参数

　　（1）集电极   允许电流ICM：放大系数下降到额定值的2/3时所允许的   集电极电流。

　　（2）集电极   允许功耗PCM ：集电极   允许功率损耗PCM。当三极管工作时，管子两端电压为UCE，集电极电流为IC，因此集电极损耗的功率为Pc=IC*UCE

　　（3）反向击穿电压

　　UCBO——发射极开路时，集电极?基极间的反向击穿电压；

　　UCEO——基极开路时，集电极?发射极间的反向击穿电压。

　　UCER——基射极间接有电阻R时，集电极?发射极间的反向击穿电压。

　　UCES——基射极间短路时，集电极?发射极间的反向击穿电压。

　　UEBO——集电极开路时，发射极?基极间的反向击穿电压，此电压一般较小，仅有几伏左右。上述电压一般存在如下关系：

　　UCBO〉UCES》 U CEO 》 UEBO

　　4.频率参数

　　（1）共射极截止频率

　　（2）特征频率