2022-2023学年高二物理 晶体管的电流分配关系 竞赛课件(共13张PPT)

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2022-2023学年高二物理 晶体管的电流分配关系 竞赛课件(共13张PPT)

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晶体管的电流分配关系
晶体管的电流分配关系
外部电流关系: IE= IC +IB
内部:
在e结正偏、c结反偏的条件下,晶体管三个电极上的电流不是孤立的,它们能够反映非平衡少子在基区扩散与复合的比例关系。这一比例关系主要由基区宽度、掺杂浓度等因素决定,管子做好后就基本确定了。反之,一旦知道了这个比例关系,就不难得到晶体管三个电极电流之间的关系,从而为定量分析晶体管电路提供方便。
为了反映扩散到集电区的电流ICN与基区复合电流IBN之间的比例关系,定义共发射极直流电流放大系数为
其含义是:基区每复合一个电子,则有 电子扩散到集电区去。 值一般在20~200?之间。
由于 , 都是反映晶体管基区扩散与复合的比例关系,只是选取的参考量不同,所以两者之间必有内在联系。由 , 的定义可得
BJT的三种组态
1.3.3 晶体管的共射特性曲线
晶体管伏安特性曲线是描述晶体管各极电流与极间电压关系的曲线,它对于了解晶体管的导电特性非常有用。晶体管有三个电极,通常用其中两个分别作输入、输出端,第三个作公共端,这样可以构成输入和输出两个回路。实际中,有图所示的三种基本接法(组态),分别称为共发射极、共集电极和共基极接法。其中,共发射极接法更具代表性,所以我们主要讨论共发射极伏安特性曲线。
IC
mA
A
V
V
UCE
UBE
RB
IB
VCC
VBB
实验线路
1.3.3 晶体管的共射特性曲线
一、共发射极输入特性
共射输入特性曲线是以uCE为参变量时,iB与uBE间的关系曲线,即
典型的共发射极输入特性曲线如图所示。
UCE 1V
IB( A)
UBE(V)
20
40
60
80
0.4
0.8
工作压降: 硅管UBE 0.6~0.7V,锗管UBE 0.2~0.3V。
UCE=0V
UCE =0.5V
死区电压,硅管0.5V,锗管0.2V。
一、共发射极输入特性
二、共发射极输出特性曲线
共射输出特性曲线是以iB为参变量时,iC与uCE间的关系曲线,即
输出特性可以划分为三个区域,对应于三种工作状态。
IC(mA )
1
2
3
4
UCE(V)
3
6
9
12
IB=0
20 A
40 A
60 A
80 A
100 A
此区域满足IC= IB称为线性区(放大区)。
当UCE大于一定的数值时,IC只与IB有关,IC= IB。
二、共发射极输出特性曲线
1?放大区?
e结为正偏,c结为反偏的工作区域为放大区。在放大区有以下两个特点:
(1)基极电流iB对集电极电流iC有很强的控制作用,即iB有很小的变化量ΔIB时, iC就会有很大的变化量ΔIC。为此,用共发射极交流电流放大系数β来表示这种控制能力。β定义为
反映在特性曲线上,为两条不同IB曲线的间隔。
(2) uCE变化对IC的影响很小。在特性曲线上表现为,iB一定而uCE增大时,曲线略有上翘(iC略有增大)。这是因为uCE增大,c结反向电压增大,使c结展宽,所以有效基区宽度变窄,这样基区中电子与空穴复合的机会减少,即iB要减小。而要保持iB不变,所以iC将略有增大。这种现象称为基区宽度调制效应,或简称基调效应。从另一方面看,由于基调效应很微弱, uCE在很大范围内变化时IC基本不变。因此,当IB一定时,集电极电流具有恒流特性。?
IC(mA )
1
2
3
4
UCE(V)
3
6
9
12
IB=0
20 A
40 A
60 A
80 A
100 A
此区域中UCE UBE,集电结正偏, IB>IC,UCE 0.3V称为饱和区。

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