BJT
一(yi)、BJT的結構簡介
BJT又常稱為晶體(ti)(ti)管(guan)，它的種類很多(duo)。按(an)照頻率(lv)(lv)(lv)分，有高頻管(guan)、低頻管(guan)； 按(an)照功率(lv)(lv)(lv)分，有小、中、大功率(lv)(lv)(lv)管(guan)；按(an)照半導體
圖(tu)3.1是(shi)(shi)(shi)(shi)NPN型(xing)BJT的(de)(de)(de)(de)(de)(de)示意圖(tu)。 它是(shi)(shi)(shi)(shi)由兩個 PN結的(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)層半(ban)導(dao)(dao)體(ti)制成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。中間是(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)塊(kuai)很薄的(de)(de)(de)(de)(de)(de)P型(xing)半(ban)導(dao)(dao)體(ti)(幾(ji)微米~幾(ji)十微米)，兩邊(bian)各(ge)為一(yi)塊(kuai)N型(xing)半(ban)導(dao)(dao)體(ti)。從(cong)三(san)塊(kuai)半(ban)導(dao)(dao)體(ti)上(shang)各(ge)自接出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)根引線(xian)就(jiu)是(shi)(shi)(shi)(shi)BJT的(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)個電(dian)極(ji)，它們分別叫做發(fa)(fa)射(she)極(ji)e、基(ji)極(ji)b和集電(dian)極(ji)c，對(dui)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)每(mei)塊(kuai)半(ban)導(dao)(dao)體(ti)稱(cheng)為發(fa)(fa)射(she)區(qu)(qu)(qu)(qu)、基(ji)區(qu)(qu)(qu)(qu)和集電(dian)區(qu)(qu)(qu)(qu)。雖然發(fa)(fa)射(she)區(qu)(qu)(qu)(qu)和集電(dian)區(qu)(qu)(qu)(qu)都是(shi)(shi)(shi)(shi)N型(xing)半(ban)導(dao)(dao)體(ti)，但(dan)是(shi)(shi)(shi)(shi)發(fa)(fa)射(she)區(qu)(qu)(qu)(qu)比集電(dian)區(qu)(qu)(qu)(qu)摻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)雜質多。在幾(ji)何尺寸上(shang)， 集電(dian)區(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)面(mian)積比發(fa)(fa)射(she)區(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大，這從(cong)圖(tu)3.1也可看到，因此它們并不(bu)是(shi)(shi)(shi)(shi)對(dui)稱(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。
二、BJT的(de)電流分(fen)配與(yu)放(fang)大作用
1、BJT內部(bu)載(zai)流子的傳輸過程
BJT工作于放(fang)大狀態的基本條件：發射結(jie)(jie)正偏、集(ji)電(dian)結(jie)(jie)反偏。
在(zai)外加電壓
（1）發射極注入電子
由于發(fa)射(she)結(jie)外(wai)加正向(xiang)(xiang)電壓VEE，因此發(fa)射(she)結(jie)的(de)(de)空間(jian)電荷區變窄，這(zhe)時(shi)發(fa)射(she)區的(de)(de)多數載流子(zi)電子(zi)不斷(duan)通過發(fa)射(she)結(jie)擴散到基區， 形成發(fa)射(she)極電流IE，其方(fang)向(xiang)(xiang)與(yu)電子(zi)流動方(fang)向(xiang)(xiang)相(xiang)反，如(ru)圖(tu)3.2所示。
（2）電子在基(ji)區中(zhong)的(de)擴(kuo)散與復合
由發(fa)射區(qu)(qu)來(lai)的電子(zi)(zi)注入基(ji)區(qu)(qu)后， 就(jiu)在(zai)基(ji)區(qu)(qu)靠近發(fa)射結(jie)的邊界積(ji)累起(qi)來(lai)， 右(you)基(ji)區(qu)(qu)中形成了一定的濃度(du)梯度(du)，靠近發(fa)射結(jie)附近濃度(du)最高(gao)，離(li)發(fa)射結(jie)越遠(yuan)濃度(du)越小。因(yin)此， 電子(zi)(zi)就(jiu)要向集電結(jie)的方向擴散(san)，在(zai)擴散(san)過程中又會與基(ji)區(qu)(qu)中的空穴復合，同時接在(zai)基(ji)區(qu)(qu)的電源
（3）集電區收(shou)集電子
集(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)結(jie)外加(jia)反向(xiang)電(dian)(dian)壓，其集(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)結(jie)的(de)(de)內(nei)電(dian)(dian)場非(fei)常強(qiang)，且(qie)電(dian)(dian)場方向(xiang)從C區(qu)(qu)(qu)指向(xiang)B區(qu)(qu)(qu)。使集(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)和(he)基(ji)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)空(kong)(kong)穴很(hen)難通過集(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)結(jie)，但(dan)對基(ji)區(qu)(qu)(qu)擴(kuo)散到集(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)結(jie)邊緣的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)卻有很(hen)強(qiang)的(de)(de)吸引力， 使電(dian)(dian)子(zi)很(hen)快地漂(piao)移過集(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)結(jie)為集(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)區(qu)(qu)(qu)所收集(ji)(ji)(ji)，形成集(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)流(liu)IC。 與此同時，集(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)空(kong)(kong)穴也會在該電(dian)(dian)場的(de)(de)作用下，漂(piao)移到基(ji)區(qu)(qu)(qu)， 形成很(hen)小的(de)(de)反向(xiang)飽(bao)和(he)電(dian)(dian)流(liu)ICB0 。
2、電流分配關系
與正向偏置的二(er)極(ji)(ji)管電(dian)流類(lei)似，發射極(ji)(ji)電(dian)流iE與vBE成指數關(guan)系：
集電極電流(liu)iC是iE的一部分，即：
式(shi)中β稱為(wei)BJT的電流放(fang)大(da)系數(shu)
三、BJT的(de)特性(xing)曲線
１.共射極電路的特(te)性曲線
（1）輸入特性
VCE=0V時，b、e間加(jia)正向電(dian)壓，這時發(fa)射結和集(ji)電(dian)結均為正偏，相當于兩個(ge)二極(ji)管正向并聯(lian)的特性。
VCE≥1V時(shi)，這時(shi)集(ji)電結(jie)反(fan)偏，從(cong)發射區注入基區的電子絕大部分都漂移(yi)到集(ji)電極，只有小部分與(yu)空穴復合(he)(he)形成IB。 vCE>1V以后，IC增加很(hen)少，因此IB的變化量也(ye)很(hen)少，可(ke)以忽略vCE對IB的影響(xiang)，即輸(shu)入特(te)性曲(qu)線都重合(he)(he)。
注意:發射結開(kai)始導通的電壓vBE：0.6V~0.7V(硅管)，0.1~0.3V(鍺管)
（2）輸(shu)出(chu)特性(xing)曲(qu)線
對于一確定的(de)(de)(de)iB值(zhi)，iC隨(sui)VCE的(de)(de)(de)變化形成一條曲線(xian)，給出多個(ge)不同的(de)(de)(de)iB值(zhi)，就產生一個(ge)曲線(xian)族(zu)。如圖3.6所示(shi)。
① IB = 0V， IC=ICEO BJT截止，無(wu)放(fang)大作用，因此對(dui)應(ying)IB=0的輸出特性曲線以下的區域稱為截止區如圖3.6所(suo)示。
② IB﹥0 ， VCE<1V ，iC隨(sui)IB的變化不遵循的規律(lv)，而(er)且iC隨(sui)VCE的變化也(ye)是非(fei)線性的，所以該(gai)區域稱為飽和區。
③ IB﹥0、VCE≥1V，iC隨iB的(de)變化情況為：
或(huo)
在(zai)這(zhe)個區(qu)域中IC幾(ji)乎不隨VCE變化(hua)，對(dui)應于每一個IB值(zhi)的特性曲線都幾(ji)乎與水(shui)平軸(zhou)平行，因此(ci)該區(qu)域稱(cheng)為線性區(qu)或(huo)放(fang)大區(qu)。
四、BJT的(de)主要參數
BJT的參數(shu)是用來(lai)表(biao)征管子(zi)性能
1.流放大系數(shu)
BJT在共射(she)極接法時的電流放大系數，根據工作狀態(tai)的不同(tong)，在直(zhi)流和(he)交流兩種情(qing)況下分別用符號 和(he)表示。其(qi)中(zhong) ;
上式(shi)表明:BJT集電(dian)極(ji)的直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)流(liu)(liu)(liu) IC與(yu)基極(ji)的直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)流(liu)(liu)(liu)IB的比(bi)值， 就(jiu)是(shi)BJT接成共射極(ji)電(dian)路時的直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)流(liu)(liu)(liu)放(fang)大系(xi)數， 有時用hFE來(lai)代表 。
但是，BJT常(chang)常(chang)工作在有信號
2.極間(jian)反向電(dian)流
（1）集電(dian)極(ji)-基極(ji)反(fan)向飽(bao)和(he)電(dian)流ICBO。表示(shi)發(fa)射極(ji)開路，c、b間加上一定(ding)的(de)反(fan)向電(dian)壓(ya)時的(de)電(dian)流。
（2）集電極-發(fa)射極反向飽和(he)電流（穿透電流）ICEO。表示基極開路，c、e間加上(shang)一定的反向電壓時(shi)的集電極電流。
3.極(ji)限參數(shu)
（1）集電(dian)極最大允許電(dian)流(liu)ICM。表示BJT的參數變化不(bu)超過(guo)允許值(zhi)時集電(dian)極允許的最大電(dian)流(liu)。當電(dian)流(liu)超過(guo)ICM時，三極管
（2）集電極最(zui)大(da)允許功(gong)耗PCM。表示BJT的集電結(jie)允許損耗功(gong)率的最(zui)大(da)值。超過此值時，三極管的性能將變壞或燒(shao)毀。
（3）反向擊穿電壓V（BR）CEO。 表示(shi)基極(ji)開路，c、e間的反向擊穿電壓。
4、晶體(ti)管的選(xuan)擇
（1）依(yi)使用條(tiao)件選PCM在安全(quan)區工(gong)作(zuo)的(de)管子， 并給予適(shi)當的(de)散熱(re)要(yao)求。
（2）要(yao)注意工(gong)作時反向擊(ji)穿電壓 ， 特(te)別是VCE不(bu)應超(chao)過(guo) V（BR）CEO。
（3）要注意工作時的最大集電(dian)極(ji)電(dian)流IC不(bu)應(ying)超(chao)過ICM。
（4）要依使(shi)用要求：是(shi)小(xiao)功率還(huan)(huan)是(shi)大(da)功率， 低頻、高頻還(huan)(huan)是(shi)超高頻，工作(zuo)電(dian)源的極(ji)性，β值大(da)小(xiao)要求。