双极结型晶体管原理(什么是双极结型晶体管)
导语:双极结型晶体管,知多少
双极结型晶体管管( Bipolarity Junction Transistor) ,简称BJT,又称为三极管。它与二极管的区别是有三个引出电极,基本组成结构仍然是PN结。(看图[狗头][狗头])
三极管在电子电路中贡献最大[机智]最宝贵[抠鼻]的特性是具有电流放大作用,其特性以NPN管简单示意如下:
三极管中N、P、N即发射区半导体、 基区半导体、集电区半导体的。当BE结正偏置,BC结反偏置时(Uc>Ub),发射结将会有从基区流向发射区的基极电流Ib,同时集电结将会反向导通,形成集电极电流,从集电区经过基区流向发射极。基极电流与集电极电流叠加形成了发射极电流。因发射结、集电结的厚度不等影响了载流子的分配,I> I I.之间将会有如下关系:
由三极管中N、P、N,也即发射区半导体、基区半导体、集电区半导体的特殊处理.工艺,使得BE结正偏置,BC结反偏置时[U>U],发射结将会有从基区流向发射区的基极电流Ib,同时集电结将会反向导通,形成集电极电流,从集电区经过基区流向发射极。基极电流与集电极电流叠加形成了发射极电流。因此发射结、集电结的厚度不等影响了载流子的分配。
则Ib、 le、Ic如下关系:
公式得出结论[奸笑][奸笑]只要满足偏置条件,集电极电流总是等于基极电流的一个常数倍β,常数β称为共发射极电流放大系数,该常数可以通过加工工艺进行控制,其数值为几十到几千(超β管)。NPN以及PNP管仅仅在极性上相反,对电源的要求相反,其它分析相同(是时候去翻翻模电了[狗头])
认识了三极管的原理,怎么能不清楚它的伏安特性[灵光一闪]
器件的伏安特性是指器件的电压-电流转移关系。BJT的伏安特性主要用来定性说明晶体管各极电流与电压的关系,最常用的特性分为输入特性和输出特性。简单介绍一下共发射极接法的输出、输入特性曲线。
NPN共发射极电路
NPN共发射极电路输入特性曲线
结论:
1、当Uce =0时,输入特性与常规的二极管特性相似。因为此时的集电极与发射极等效为并联,BJT等效于两个并接的二极管。
2、当Uc>1V时,特性曲线右移!Ube的值有所增加,这在设计精密电路时应该考虑
NPN共发射极电路输出特性曲线
结论:
1、截止状态:当Ib减小到一定 值时,不管Uce如何变化,Ic几乎不变,此时定义为BJT的截止状态,截止区为上图水平阴影区域。
2、饱和状态:当Ucc减小到一定值时,不管Ib如何变化,Ic都不会按比例增加(Ucc接近或小于Ube),此时定义为BJT的饱和状态。
3、放大状态:Ic与Ib成倍数比例关系。若0<Ube≤Ubeo,则Ie= 0。此时I= -Icbo,Ic= Iebo,,Ib = -Iabo这条曲线是截止区与放大区之间的分界线。
[灵光一闪][灵光一闪]注意:Ico称为CE穿透电流,硅管的穿透电流通常小于1uA,锗管的为0.5~1.5mA,且会随温度的增加而增加。另外,当Uc增 加一定值时,Ic也突然增加,不受Ib控制,这是因为CE极间发生击穿,击穿电压的大小与流过集电极的电流大小有关。CE击穿很容易损坏BJT,故在工程设计电路中也要同时考虑Uce的电压范围
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