晶体三极管主要分三个部分学习,第一,掌握三极管的基础知识,包括其电流分配原理、主要参数、模型分析和伏安特性曲线;第二,掌握放大电路的主要性能指标及分析方法;第三,结合实际放大电路,计算分析放大电路的各种参数,结合实例分析共发射级电路和共集电极放大电路两种。集成放大器芯片,一般作为理想器件分析,但器件总不会是理想器件,学会分析基本的放大电路,可以对集成芯片的放大器做出各种补偿对策,以便于更好的把控器件的使用。
一.三极管基础知识
1.本征半导体
2.杂质半导体(P型和N型)
3.半导体导电的机理
半导体中有两种载流子,电子和空穴,其对应的运动也有两种,扩散运动和漂移运动,分别形成扩散电流和漂移电流。
扩散运动:外电场的作用;漂移运动:浓度差
二.放大电路概述
1.工艺过程
通过掺杂工艺将本征硅或者锗片的一边做成P型半导体,另一边做成N型半导体,这样它们的表面会形成很薄的特殊物理层,称为PN结。根据P区和N区掺杂浓度的不同可以分为对称结和非对称结,非对称结包括。
2.形成过程及原理
P区空穴多,N区电子多,形成了载流子浓度差,空穴和电子做扩散运动形成扩散电流,扩散运动后的电子和空穴分别在其对立区内与空穴和电子复合,在交界面的P区和N区分别留下了不能够移动的等量受主离子和等量施主离子,通常把这个区域叫做空间电荷区,又叫做势垒区。
在交界面形成了势垒电压,形成的内建电场阻碍扩散运动,此时漂移运动被慢慢加强,形成漂移电流。
当=时,通过空间电荷区的净载流子为0,平衡状态下,空间电荷区的宽度一定,的值也保持不变。
为施主离子浓度,受主离子浓度。
一般情况,硅的势垒电压为0.5~0.7V,锗的势垒电压为0.2~0.3V,温度升高1℃,势垒电压降低0.25mV。
3.特性
(1)正向特性
外加电压加在阻挡层上面时,方向与势垒电压相反,则阻挡层的电压减小为,阻挡层减小,扩散运动增强,P区的空穴源源不断的通过阻挡层到达N区,N区的电子不断的扩散到P区,形成了由P到N的正向电流。
(2)反向特性
反加电压加在阻挡层上面时,方向与势垒电压相同,则阻挡层的电压减小为,阻挡层增大,只有P区的少数载流子通过阻挡层到达N区,N区的少数空穴到P区,形成了由N到P的反向电流,又叫做反向饱和电流。
硅:
锗:
(3)伏安特性
(4)击穿特性
雪崩击穿:
齐纳击穿:
(5)温度特性
(6)电容特性
三.共射级放大电路分析
1.晶体二极管的特性
(1)正相特性
(2)反向特性
(3)温度特性
(4)反向击穿性
2.二极管的主要参数
直流参数:
(1)最大整流电流IF:长期运行时允许通过的最大电流
(2)反向击穿电压VBR:二极管反向击穿时的电压
(3)最大反向工作电压VRM:工作时允许的最大电压,一般为击穿电压的一半。
(4)反向电流IR(反向饱和电流Is):二极管未击穿时候的反向电流,其值越小说明单向导电性越好。
(5)直流电阻RD:直流电压与电流之比,其值是一个变量,静态在工作点斜率的倒数。
交流参数:
- 交流电阻rd:Q点附近电压变化量与电流变化量之比。
(2)结电容Cj:势垒电容和扩散电容总效果。
(3)最高工作频率fM:超过此频率,单向导通性恶化。
2.几种特殊的二极管
(1)稳压二极管
(2)变容二极管
(3)肖特基二极管
(4)发光二极管
(5)光电耦合器
四.共集电极电路分析
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