晶体管内部载流子运动规律

三极管内部载流子的运动规律、电流分配关系和放大作用

三极管内部载流子的运动规律、电流分配关系和放大作用

一、的三种连接方式

三极管在电路中的连接方式有三种：①共基极接法；②共发射极接法，③共集电

接法。如图Z0115所示。共什么极是指电路的输入端及输出端以这个极作为公共端。

须注意，无论那种接法，为了使三极管具有正常的电流放大作用，都必须外加大小

极性适当的电压。即必须给发射结加正向偏置电压，发射区才能起到向基区注入载

子的作用；必须给集电结加反向偏置电压（一般几～几十伏），在集电结才能形成

强的电场，才能把发射区注入基区，并扩散到集电结边缘的载流子拉入集电区，使

电区起到收集载流子的作用。

二、三极管内部载流子的运动规律

在发射结正偏、集电结反偏的条件下，三极管内部载流子的运动，可分为3个过极必和流较集

程，下面以NPN型三极管为例来讨论（共射极接法）。

1．发射区向基区注入载流子的过程

由于发射结外加正向电压，发射区的电子载流子源源不断地注入基区，基区的多数载流子空穴，也要注入发射区。如图Z0116所示，二者共同形成发射极电流IE。但是，由于基区掺杂浓度比发射区小2～3个数量级，注入发射区的空穴流与注入基区的电子流相比，可略去。

三极管内部载流子的运动规律、电流分配关

三极管内部载流子的运动规律、电流分配关系和放大作用

三极管内部载流子的运动规律、电流分配关系和放大作用

一、的三种连接方式

三极管在电路中的连接方式有三种：①共基极接法；②共发射极接法，③共集电

接法。如图Z0115所示。共什么极是指电路的输入端及输出端以这个极作为公共端。

须注意，无论那种接法，为了使三极管具有正常的电流放大作用，都必须外加大小

极性适当的电压。即必须给发射结加正向偏置电压，发射区才能起到向基区注入载

子的作用；必须给集电结加反向偏置电压（一般几～几十伏），在集电结才能形成

强的电场，才能把发射区注入基区，并扩散到集电结边缘的载流子拉入集电区，使

电区起到收集载流子的作用。

二、三极管内部载流子的运动规律

在发射结正偏、集电结反偏的条件下，三极管内部载流子的运动，可分为3个过极必和流较集

程，下面以NPN型三极管为例来讨论（共射极接法）。

1．发射区向基区注入载流子的过程

由于发射结外加正向电压，发射区的电子载流子源源不断地注入基区，基区的多数载流子空穴，也要注入发射区。如图Z0116所示，二者共同形成发射极电流IE。但是，由于基区掺杂浓度比发射区小2～3个数量级，注入发射区的空穴流与注入基区的电子流相比，可略去。

三极管内部载流子的运动规律、电流分配关

载流子的扩散运动

2010-03-09 09:19:17| 分类： 微电子物理 | 标签： |字号大中小 订阅

(什么是扩散系数？什么是扩散长度？) 作者：Xie M. X. (UESTC，成都市)

扩散是粒子在混乱热运动（布朗运动）基础之上的、在浓度梯度驱动之下的一种定向运动。半导体中载流子的扩散与原子的扩散不同；少数载流子与多数载流子的扩散也不相同。

（1）载流子扩散与原子扩散的区别： 半导体中载流子的扩散与原子的扩散，都是依靠浓度梯度所产生的一种定向运动；扩散流密度与浓度梯度成正比，其比例系数就是扩散系数（表征着扩散的快慢，单位是cm2/s）。但是载流子扩散与原子扩散的机理不同。

载流子扩散是在不断遭受散射的情况下所产生的定向运动；而原子扩散是在晶体热缺陷的帮助下所产生的定向运动。一般来说，温度越高，载流子遭受晶格振动的散射就越厉害，则扩散越慢；只有在低温下，晶格振动散射不大时，扩散才是随着温度的升高而加快（因为载流子的动能增加所致）。

而对于原子的扩散，温度越高，晶体热缺陷就越多（有指数关系），则扩散就越快；在低温下，几乎不产生热缺陷，则扩散也就慢得几乎无法进行。在热扩散技术中，就是通过高温来进行掺杂的（掺入施主或者受主杂质

晶体管在线测试仪

在维修家用电路时经常会对晶体三极管的好坏进行判别，特别是焊在电路板上的三极管，如果不焊 开引脚， 则判别好坏比较困难， 如果用本节介绍的小仪器便可使该问题迎刃而解。

1、电路原理

晶体管在线测试仪电路如图所示，测试仪主要由对称方波发生器、反向器、 测试电路等部分组成。

对称方波发生器由 555 时基电路 A2 和阻容元件 R3、 构成， 第三脚输 C1 A2 出的方波频率 f=0.722/R3*C1≈4.6Hz。反向器由 555 时基电路 A1 构成，它接成 施密特触发器，A1 的 2、6 两脚输入电平直接取自 A2 的第 3 脚，当输入低电平 时，A1 置位，第 3 脚输出高电平；当输入高电平时，A1 复位，第 3 脚输出低电 平，所以 A1 输出与 A2 输出始终保持反向。A1 与 A2 共同为仪器的测试部分提 供极性定时改变的交变电源。 测试电路由三极管 VT1、VT2、电位器 RP1、RP2 等组成的双向辅助电源与 LED1、LED2 极性相反的并联发光二极管构成的显示电路两部分构成。

合上电源开关 S，仪器工作指示灯 LED

常用晶体管参数查询

Daten ohne Gewahr

2N109GE-P35V0.15A0.165W|2N1304GE-N25V0.3A0.15W10MHz

2N1305GE-P30V0.3A0.15W5MHz|2N1307GE-P30V0.3A0.15W B>60

2N1613SI-N75V1A0.8W60MHz|2N1711SI-N75V1A0.8W70MHz

2N1893SI-N120V0.5A0.8W|2N2102SI-N120V1A1W<120MHz

2N2148GE-P60V5A12.5W|2N2165SI-P30V50mA0.15W18MHz

2N2166SI-P15V50mA0.15W10MHz|2N2219A SI-N40V0.8A0.8W250MHz

2N2222A SI-N40V0.8A0.5W300MHz|2N22232xSI-N100V0.5A0.6W>50

2N2223A2xSI-N100V0.5A0.6W>50|2N2243A SI-N120V1A0.8W50MHz

2N2369A SI-N40V0.2A.36W12/18ns|2N2857SI-N30V40mA0.2W>1GHz

2N2894SI-P12V0.2A 1.2W60/90ns|2

.

'. 晶体管放大电路分析及计算

一、共发射极放大电路

（一）电路的组成：电源VCC通过RB1、RB2

、RC、RE使晶体三极管获得合适的偏置，为三极管的放大作用提供必要的条件，RB1、RB2称为基极偏置电阻，RE

称为发射极电阻，RC称为集电极负载电阻，利用RC的降压作用，将三极管集电极电流的变化转换成集电极电压的变化，从而实现信号的电压放大。与RE并联的电容CE，称为发射极旁路电容，用以短路交流，使RE对放大电路的电压放大倍数不产生影响，故要求它对信号频率的容抗越小越好，因此，在低频放大电路中CE通常也采用电解电容器。

V cc(直流电源): 使发射结正偏，集电结反偏；向负载和各元件提供功率

C1、C2(耦合电容): 隔直流、通交流；

R B1、R B2(基极偏置电阻)：提供合适的基极电流

R C(集极负载电阻)：将D IC? D UC，使电流放大? 电压放大

R E(发射极电阻)：稳定静态工作点“Q ”

C E(发射极旁路电容)：短路交流，消除R E对电压放大倍数的影响

（二）直流分析：开放大电路中的所有电容，即得到直流通路，如下图所示，此电路又称为分压偏置式工作点稳定直电流通路。电路工作要求：I1 3(5~10)IBQ，

姓名：周卫华同组人员：魏才盛实验日期：2012年

实验名称：晶体管单级放大器

一．实验目的

（1） 掌握用Multisim9.0仿真软件分析单极放大器主要性能指标的方法。

（2） 掌握晶体管放大器静态工作点的测试和调整方法，观察静态工作点对放大器输

出波形的影响。

（3） 测量放大器的放大倍数，输入电阻和输出电阻。

二、实验原理

即

图2.1－1 晶体管单级放大器

1、 放大器静态工作点的选择和测量

放大器的基本任务是不失真的放大小信号。为了获得最大不失真输出电压，

静态工作点应选在输出特性曲线上交流负载线的中点。若工作点选的太高，则容易引起饱和失真；而选的太低，又易引起截止失真。

（1） 直接法：将万用表电流档串入集电极电路直接测量。此法精度高，但要断开集电极回路，比较麻烦。

当按照上述要求搭好电路，在输入端引入正弦信号，用示波器观察输出。

静态工作点具体的调节步骤如下：

现象 出现截止失真 出现饱和失真 两种失真都出现 动作 根据示波器上观察到的现象，做出不同的调整动作，反复进行。当加大输入信号，两种失真都出现，减小输入信号，两种失真同时消失，可以认为此时的静态工作点正好处于交流负载线的中点，就是最佳的静态工作点。去掉输入信号，

2.电

模拟电路实验报告

实验2 晶体管放大电路

学号 姓名 实验日期 专业 一、 实验目的

1. 掌握如何调整放大电路的直流工作的。 2. 清楚放大电路主要性能指标的测量方法。 二、 实验仪器

1. 双踪示波器 1台 2. 函数发生器 1台 3. 交流毫伏表 1台 4. 直流稳压电源 1台 三、 实验原理和内容 1. 放大电路的调整

按照图1安装电路，输入频率为1kHz、峰值为5m V（由示波器测量）的正弦信号vi,观察并画出输出波形；测量静态集电极电流ICQ和集-射电压VCEQ。用你的测量数据解释你看到现象。

问题1：如何调整元件参数才能使输出不失真？如果要保证ICQ约为

2.5mA，具体的元件参数值是多少？

图1 图2 实际使用电路

在电路中换入你调整好数值的元件，保持原信号输入，记下此时的ICQ和VCEQ到表1，观察示波器显示的输出波形，验证你的调整方案，记下v0的峰值（基本不失真）。注：由于实验中器件限制我们使用图2电路 2. 放大电路性能指标的测量

1) 保持调整后的电路元件值不

晶体管放大电路基础

4．估算放大电路的静态工作点应当在直流通路中进行，而估算放大电路性能指标 （如增益、输入电阻和输出电阻等）则应在交流通路中进行。

5．射极输出器的特点是：输入电阻高，输出电阻低。电压增益小于1，电压跟随性 好，且具有一定的电流和功率增益。 州。

6．差分放大器由两个对称的共发射极放大器通过发射极电阻耦合而组成，其最重要 特点是对差模信号和共模信号具有完全不同的放大性能。差模输入电压是取自信号源的有 效信号或有用信号；而共模输入电压往往是温度变化、电源电压波动和电磁干扰等因素而 引入的有害信号或无用信号。共模抑制比Kcm用来全面衡量差分放大器放大差模信号和 抑制共模信号的能力。

7．多级放大电路有三种耦合方式：阻容耦合、变压器耦合和直接耦合。

8．在实际放大电路中几乎无一例外地采用反馈。正反馈可形成振荡，负反馈可改善 放大电路的性能，如稳定静态工作点、改变放大电路的输入电阻和输出电阻、减小非线性 失真等。负反馈放大电路的这些优点是以降低放大倍数为代价的。

9．判别反馈性质的最简单方法是瞬时极性法：若反馈信号至基极，则反馈信号的极 性和原假设的基极信号极性相反为负反馈，极

晶体管开关电路详解

图８．１是一例发射极接地放大电路，这种电路能够通过输入信号（电压）连续地——— 模拟地控制流过集电极发射极间电流，获得输出电压。 但是开关电路，如图８．２所示是一种计数地接通／断开晶体管的集电极发射极间的电流作为开关使用的电路。

图８．３是电压增益（放大倍数）Av＝10的发射极接地型放大电路。照片８．１是给这个电路输入１ｋＨｚ、１ＶP-P信号时的输入输出波形。这时的输出波形不是通过介入耦合电容取出的， 而是集电极电位。由于AV＝10，所以输出应该是１０ＶP-P。但是由于电源电压以及发射极电阻上电压降的缘故，如照片所示，波形的上下部分均被截去（输出饱和）。

输出波形的上半周被截去的情况是由于输出电平与电源电压相等，所以集电极电阻上没有了电压降，也就是说晶体管的集电极发射极间没有电流流过（集电极电流为零）。换句话说，晶体管处于截止状态。

相反，输出波形的下半周被截去的情况是因为输出电平处于更接近ＧＮＤ电平的电位（集电极电阻上的电压降非常大），晶体管的集电极电流处于最大值。也就是说，晶体管处于导通状态。

这样的开关电路只要利用输入信号使输出波形被限幅就可以实现（使晶体管处于接通／断开状态就可以），所以可以认为只要放大电路具有非