由两个背靠背PN结构成的具有电流放大作用的晶体三极管。起源于1948年发明的点接触晶体三极管,50年代初发展成结型三极管即现在所称的双极型晶体管。双极型晶体管有两种基本结构:PNP型和NPN型。在这3层半导体中,中间一层称基区,外侧两层分别称发射区和集电区。当基区注入少量电流时,在发射区和集电区之间就会形成较大的电流,这就是晶体管的放大效应。

1.双极型晶体管工作原理

BJT的基本工作原理体现为发射结(J1)和集电结(J2)的相互作用。当BJT的基极悬空或者与发射结短路,集射极间的电压正偏置,即UCE>0时,集电结(J2)处于反偏置状态,承担了外部的偏置电压,发射结不提供电子,整个BJT不导通,处于正向阻断状态。
此时在BJT基极与发射极间施加正向电压,即UBE>0。发射结正偏置带来的少子注入效应,使发射区的电子经过发射结进人基区。随着电子深入基区,许多电子跟基区中的空穴复合,因复合而失去的空穴由基极触点补充。如果基区的宽度比电子的扩散长度小很多,相当一部分的电子会抵达集电结(J2),在那里它们被电场俘获,运送到集电区。这样一来,电流开始在电路中流动。

双极型晶体管工作原理

2.双极型晶体管的分类

晶体管分类:双极型晶体管和场效应管
双极型晶体管分类:NPN型管和PNP型管

双极型晶体管的分类

3.双极型晶体管产品特点

输入特性曲线:描述了在管压降UCE一定的情况下,基极电流iB与发射结压降uBE之间的关系称为输入伏安特性,可表示为: 硅管的开启电压约为0.7V,锗管的开启电压约为0.3V。
输出特性曲线:描述基极电流IB为一常量时,集电极电流iC与管压降uCE之间的函数关系。可表示为:
双极型晶体管输出特性可分为三个区
1、截止区:发射结和集电结均为反向偏置。IE@0,IC@0,UCE@EC,管子失去放大能力。如果把三极管当作一个开关,这个状态相当于断开状态。
2、饱和区:发射结和集电结均为正向偏置。在饱和区IC不受IB的控制,管子失去放大作用,UCE@0,IC=EC/RC,把三极管当作一个开关,这时开关处于闭合状态。
3、放大区:发射结正偏,集电结反偏。
放大区的特点是:
1、IC受IB的控制,与UCE的大小几乎无关。因此三极管是一个受电流IB控制的电流源
2、特性曲线平坦部分之间的间隔大小,反映基极电流IB对集电极电流IC控制能力的大小,间隔越大表示管子电流放大系数b越大。
3、伏安特性最低的那条线为IB=0,表示基极开路,IC很小,此时的IC就是穿透电流ICEO。
4、在放大区电流电压关系为:UCE=EC-ICRC, IC=βIB
5、在放大区管子可等效为一个可变直流电阻。
极间反向电流:是少数载流子漂移运动的结果。
集电极-基极反向饱和电流ICBO :是集电结的反向电流。

双极型晶体管产品特点