模电学习第三天--三极管梳理

三极管

基本概念
基本电路
内部运动
- 共射直流放大系数
- 共射交流放大系数
- 共基电流放大系数
共射特性曲线
- 输入特性曲线
- 输出特性曲线
一些参数
- 直流参数
- 交流参数
- 极限参数
温度对晶体管特性及参数的影响

基本概念

晶体三极管中有两种不同极性电荷的载流子参与导电，称为双极性晶体管（BJT)，又称半导体三极管，以下简称晶体管。

并分为两种类型

基本电路

分为输入回路和输出回路，由于发射极是两个回路的公共端，故称该电路为共射放大电路
放大状态条件：发射结正向偏置Ube>Uon ；集电结反向偏置Ucb>=0,即Uce>Ube。其放大的意思是信号放大而不是能量放大，能量由电源提供，是一定的。

内部运动

共射直流放大系数

该系数含义相当于：未被复合的电子数 / 复合掉的电子数
Iceo穿透电流：穿透电流是基极开路，在集电极和发射极之间加电压时，从集电极穿透到发射极的电流。

共射交流放大系数

如图所示，若有输入电压▲u1作用，则晶体管的基极电流将在IB基础上叠加动态电流▲iB。集电流也将在Ic基础上加动态电流▲iC。

手写推导（感觉更容易看）

共基电流放大系数

以发射极电流作为输入电流，以集电极电流作为输出电流

与前面电路对比，可以发现明显不同的，电路中基级接地

α约等于1说明ic与ie相等，即为电流跟随电路。

共射特性曲线

输入特性曲线

当ＵCE不变时, 输入回路中的电流iB与电压uBE之间的关系曲线称为输入特性

ＵCE=0时相当于集电极和发射极短路，即发射结和集电结并联。与PN结类似。
ＵCE增大时，曲线右移，要获得同样的i B 就必须加大u BE
ＵCE>iV，集电结的电场已经足够强，可将发射区的绝大部分电子都收集到集电区

输出特性曲线

u CE逐渐增大—集电场逐渐增强—i C 逐渐增大—u CE增大到一定数值，集电结的电场已经足够强，可将绝大部分非平衡少子都收集到集电区—再增大，收集能力已经不能明显增强
晶体管有三个工作区：

在放大区，iC与uCE关系极小，输出回路的电流 iC几乎仅仅决定于输入回路的电流 iB，即可将输出回路等效为电流 iB 控制的电流源iC 。

通常uCE小到0.3V左右进入深度饱和。深度饱和区上任一点，iB增大时，iC不变
深度饱和区是输出曲线上，向右上方的斜直线，此状态下基极电流远大于iC/β，iC服从于三极管的饱和状态下导通电阻rC的欧姆定律，iC=uce/rc，即uCE大小决定iC的大小。

可能有些同学在这里又对正偏与反偏的概念懵了，再次解释一下
正偏、反偏是对于PN结而言的。在开关电路中，三极管工作在饱和导通与截止两种状态。正偏即两极间加的电压与PN结的导通方向一致，即饱和状态，就是两个P-N结都处于正偏的导通状态；截止状态，就是两个P-N结都处于反偏的截止状态。

在放大或饱和状态，如果有电压相差为0.7或0.2伏的两极，它们为基极和发射极，剩下的为集电极。
NPN：集电极电压最高，PNP：集电极电压最低
集电极电压在基极和发射极之间，则为饱和状态
没有两电位差为0.7V或0.2V，必是截止状态
放大：基极电位居中
截止或饱和：基极电位最低或最高
通常会给出三极管处于什么状态

一些参数

直流参数

共射直流电流放大系数
共基直流电流放大系数
极间反向电流
发射极开路时集电结的反向饱和电流ICBO
基极开路时集电极发射极间的穿透电流ICEO

交流参数

共射交流电流放大系数
共基交流电流放大系数
特征频率
当信号频率增加时，三极管的β 将会下降。当β 下降到1时所对应的频率称为特征频率，用 fT 表示。

极限参数

最大集电极耗散功率P CM
最大集电极电流ICM
极间反向击穿电压

温度对晶体管特性及参数的影响

1.温度对I CBO的影响
温度升高—电子-空穴对数量增加—电流ICBO增大，温度上升10℃，ICBO将增加一倍—穿透电流ICEO增加。
由于硅管的ICBO很小,温度对硅管的影响不大。

2.温度对输入特性的影响
与二极管类似，发射结的结电压uBE具有负温度系数
若使IB不变，温度上升1℃，uBE将下降2~2.5mV。
或温度上升，相同的uBE下，IB增加，IC也会相应增加

3.温度对输出特性的影响
使得共射电流放大系数β增加，温度每上升1℃，β值约增大0.1%，从而使得 I C=βI B增加。
相同的uCE下，温度高时β增大，ΔiC增大，曲线斜向右上