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第二节 半导体三极管
教学目的：了解半导体三极管结构、输入输出特性曲线、主要参数。
教学重点：了解半导体三极管结构、输入输出特性曲线、主要参数。
教学难点：输入输出特性曲线、电流放大作用。
教学方法与手段：教师讲授与学生练习、实验实训相结合；板书与多媒体课件相结合。
课时计划：4课时
一.晶体三极管的结构
? 结构组成：由两个PN结、3个杂质半导体区域和三个电极组成，杂质半导体有P、N型两种。
三个区：基区---很薄。一般仅有1微米至几十微米厚.
发射区---发射区浓度很高。
集电区---集电结截面积大于发射结截面积。
两个PN结：发射结---为发射区与基区之间的PN结。
集电结---为集电区与基区之间的PN结。
三个电极：发射极e、 基极b和集电极c; 分别从这三个区引出的电极。
三个区组成形式：有NPN型和PNP型两种。结构和符号如图5.1.1所示。
NPN型 晶体三极管的结构图及表示符号PNP型
三极管种类：
按基片材料分---硅管，目前国内生产硅管多为NPN型（3D系列）；
锗管，目前国内生产锗管多为PNP型（3A系列）。
按频率特性分---高频管和低频管。
按功率大小分---大功率管、中功率管和小功率管等。
按组成形式分---有NPN型和PNP型两种。实际应用中采用NPN型三极管较多。
PNP型和NPN型三极管表示符号的区别是发射极的箭头方向不同， 这个箭头方向表示发射结加正向偏置时的电流方向。
二、电流放大原理
（1）产生放大作用的条件
内部：a）发射区杂质浓度>>基区>>集电区
b）基区很薄
外部：发射结正偏，集电结反偏
（2）三极管内部载流子的传输过程
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
（3）电流分配关系：
IE = IC + IB
1）发射区向基区发射电子的过程
2）电子在基区的扩散和复合过程
3）电子被集电区收集的过程
三极管的电流放大作用：
实验表明IC比IB大数十至数百倍，因而有。IB虽然很小，但对IC有控制作用，IC随IB的改变而改变，即基极电流较小的变化可以引起集电极电流较大的变化，表明基极电流对集电极具有小量控制大量的作用，这就是三极管的电流放大作用。当ICBO可以忽略时，上式可简化为把集电极电流的变化量与基极电流的变化量之比定义为三极管的共发射极交流电流放大系数β，其表达式为：
三、晶体三极管的特性曲线
三极管的特性曲线是指各电极间电压和电流之间的关系曲线。
三极管特性曲线的测试电路
（一）输入特性曲线
三极管的输入特性曲线如图下图所示。
1. 当uCE＝０时 ?
从输入端看进去, 相当于两个ＰＮ结并联且正向偏置, 此时的特性曲线类似于二极管的正向伏安特性曲线。 ?
2. 当uCE≥1Ｖ时?
图中可见,的曲线比uCE＝０V时的曲线稍向右移
移动。但当 uCE≥2Ｖ后，曲线基本重合。
输出特性曲线
放大区：发射极正向偏置，集电结反向偏置。
（2）截止区：发射结反向偏置，集电结反向偏置 。
饱和区：发射结正向偏置，集电结正向偏置。
四、晶体三极管的主要参数
1、三极管为共发射极接法
静态（直流）电流放大系数： 三极管为共发射极接法，在集电极-发射极电压UCE一定的条件下，由基极直流电流IB所引起的集电极直流电流与基极电流之比，称为共发射极静态（直流）电流放大系数， 记作:
动态（交流）电流放大系数β：当集电极电压UCE为定值时，集电极电流变化量ΔIC与基极电流变化量ΔIB之比，即：
(二) 极间反向截止电流
１、发射极开路，集电极－基极反向截止电流ICBO　。
２、基极开路，集电极－发射极反向截止电流ICEO　。ICEO是当三极管基极开路而集电结反偏和发射结正偏时的集电极电流。也叫穿透电流。
ICEO＝（1＋β）ICBO，他们均随温度的上升而增大。
（三）极限参数
1、集电极最大允许电流ICM：当IC超过一定数值时β下降， β下降到正常值的2/3时所对应的IC值为ICM，当IC>ICM时，可导致三极管损坏。
2、集电极最大耗散功率PCM集电极最大耗散功率是指三极管正常工作时最大允许消耗的功率。致击穿，施加在集电极—发射极之间允许的最高反向电压。U(BR)CEO为发射极开路时集电结不致击穿，施加在集电极—基极之间允许的最高反向电压。U(BR)EBO为集电极开路时发射结不致击穿，施加在发射极—基极之间允许的最高反向电压。使用中取：
本课小结
1．三极管有硅管和锗管两种，硅管和锗管均有NPN型和PNP型两类。
2．为使三极管具有放大作用，必须满足的加电原则。
3．三极管放大作用的主要公式：
（1） （2） （3）
4．三极管的特性曲线：是指各电极间电压和电流之间的关系曲线。
5．三极管的三种工作状态：1）放大；2）截止；3）饱和
6．三极管的极限参数：1）集电极最大允许电流ICM；
2）集电极最大耗散功率PCM
3）反向击穿电压U(BR)CEO
练习与作业：《电子技术基础》教材P21 1-6、1-7、1-8、1-9、1-10。

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